Ремонт штуцеров барабанов котлов производят

Ремонт барабанов котлов высокого давления

Виды повреждений в металле барабанов

В табл. 9.8. и на рис.9.31–9.38 приведены наиболее часто встречающиеся повреждения в металле барабанов, выполненных из сталей 16ГНМ, 16ГНМА и 22К.

Рис. 9.31. Трещины на поверхности обечайки, на стенках трубных отверстий и внутренней поверхности штуцера

Рис. 9.32. Трещины на стенках трубного отверстия под завальцованным концом трубы

Рис. 9.33. Трещины около швов приварки кронштейнов для крепления внутрибарабанных устройств

Рис. 9.34. Расслоения в листах

Рис. 9.35. Трещины около швов приварки лапы затвора лаза и кольца усиления лаза. Расслоение металла в отверстии лаза

Рис. 9.36. Трещины в сварных швах приварки штуцера

Рис. 9.37. Трещины в сварных швах приварки штуцера к рубашке

Рис. 9.38. Дефекты и трещины в наплавленном металле сварного шва и околошовной зоне: 1 – шлаковые включения; 2 – трещина в шве; 3 – флюсовое включение; 4 – трещина в околошовной зоне; 5 – несплавление кромок; 6 – непровар

Таблица 9.8. Повреждения в металле барабанов

Место появления повреждений	Характер повреждений
Цилиндрическая часть барабана	Трещины в районе отверстий, преимущественно радиальные, выходящие на внутреннюю поверхность обечайки и отверстия, а также преимущественно параллельные образующим барабана, расположенные в нижней части около отверстий и на неослабленных участках (см. рис. 9.31). Трещины на поверхности отверстий под вальцовочными соединениями (см. рис. 9.32). Трещины около швов приварки кронштейнов крепления внутрибарабанных устройств (см. рис. 9.33). Расслоения в листах, как выходящие, так и не выходящие на поверхность барабана и отверстий. Язвины, цепочки язвин и раковины на наружной и внутренней поверхности обечаек и поверхности отверстий (см. рис. 9.34).
Днища барабана	Трещины около швов приварки лапы затвора лаза и других заводских монтажных деталей и кольцевые трещины у шва приварки кольца укрепления кромки лаза (см. рис.9.35). Трещины на внутренней поверхности в местах отбортовки штампованных днищ Расслоения металла, в том числе выходящие на поверхности днища и отверстия лаза Трещины на поверхности отверстия лаза Язвины, цепочки язвин и раковины на наружной и внутренней поверхностях днищ и отверстия лаза
Штуцера	Продольные трещины на внутренней поверхности штуцера (см. рис. 9.31) Трещины в сварных швах приварки штуцера к барабану (см. рис. 9.36) Трещины в сварных швах приварки ранее завальцованных труб Трещины в сварных швах приварки штуцера к рубашке (см. рис. 9.37) Язвины и цепочки язвин на наружной и внутренней поверхностях штуцеров
Основные сварные швы барабана	Трещины в кольцевых и продольных швах, а также в околошовной зоне, непровары, поры, шлаковые включения и другие технологические дефекты сварки (см. рис.9.38)

Обследование барабанов [ править ]

Обследование и определение объема и методов контроля металла барабанов производят в соответствии с «Основными положениями по ультразвуковой дефектоскопии сварных соединений котлоагрегатов и трубопроводов тепловых электростанций, ОП № 501 ЦД-75» (СПО Союзтехэнерго, 1978) и ГОСТ 21105-87 «Контроль неразрушающий. Магнитопорошковый метод».

Обследование металла барабанов производят:

• один раз в три-четыре года в период капитального ремонта котла;
• один раз в два года в период среднего ремонта при выполнении наплавочных и приварочных работ в предыдущие ремонты.

Демонтаж внутрибарабанных устройств производят газовой резкой таким образом, чтобы длина оставшейся части кронштейна была не менее 15 мм. Последующую приварку внутрибарабанных устройств производят к этим участкам кронштейнов.

При первом обследовании барабана кромки трубных отверстий с внутренней стороны должны быть скруглены с радиусом скругления 5–7 мм (рис. 9.39).

Рис. 9.39. Выборка трещин и скругление кромок в трубном отверстии

Устранение повреждений барабанов [ править ]

Все выявленные повреждения в основном и наплавочном металле барабанов удаляют механическим способом (абразивами, расточкой, рассверловкой и т.д.) с минимальным объемом удаляемого металла и без нагрева до цветов побежалости. Шероховатость поверхности после удаления повреждений должна быть в трубных отверстиях не более R_z = 40 мкм, в остальных местах не более R_z = 80 мкм.

Места выборки дефектов выполняют с плавными переходами (рис. 9.40) или уступами (рис. 9.39).

Рис. 9.40. Выборка трещин с плавными переходами

Полноту удаления дефектов проверяют методами МПД и УЗК, в сомнительных случаях – травлением 10–20% раствором азотной кислоты или 15% раствором персульфата аммония.

После удаления дефектов определение оставшейся толщины стенки барабана, днищ и штуцеров производят ультразвуковым прибором или измерительным инструментом с погрешностью не более 3%.

При наличии дефектов на обечайках и днищах глубиной более 15мм, непроваров, пор и шлаковых включений в основных сварных швах, а также расслоения металла вопрос о возможности работы барабана, в том числе на номинальных параметрах, решается заводом-изготовителем или ЦКТИ. Эти организации дают рекомендации по технологии устранения повреждений.

Ремонт штуцера при оставшейся после выборки поврежденных мест толщине стенки не менее 3 мм выполняют наплавкой или бандажированием.

Наплавку металла производят на наружную поверхность по всей длине окружности штуцера в один или два слоя (рис. 9.41). Общая толщина наплавленного слоя должна быть не менее полуторной глубины выборки, а длина по образующей штуцера должна превышать длину выборки на 10–15 мм.

Рис. 9.41. Наплавка на наружную поверхность штуцера: ä – глубина выборки в стенке штуцера

Для бандажирования штуцера из стали 20 изготовляется втулка высотой, на 10–15 мм превышающей длину выборки. Толщина стенки втулки должна быть равной или большей расчетной толщины штуцера. Втулку надевают на штуцер целиком в нагретом состоянии после обрезки от штуцера трубы или с разрезкой на две половины. Ширина реза должна быть не более 3–4 мм.

Обе половины бандажа стягивают и сваривают с полным проваром по толщине и с приваркой торцов к штуцеру и к сварному шву приварки штуцера к барабану (рис. 9.42).

Рис. 9.42. Установка бандажа на штуцер

Перед приваркой между штуцером и бандажом допускаются местные зазоры до 0,2 мм, для чего соответствующие поверхности зачищают до металлического блеска.

При толщине стенки штуцера после выборки повреждений менее 3 мм, а также при полном удалении основного металла штуцера до металла наплавки или бандажа при повторных ремонтах штуцер подлежит замене.

Поврежденный штуцер отрезают от трубы по монтажному стыку, а от поверхности барабана – на расстоянии 15–20 мм. Ацетиленовым резаком конец штуцера укорачивают до 6–7 мм. Кольцевой остаток штуцера и сварной шов удаляют механическим способом.

При отсутствии в сварном шве приварки штуцера к барабану трещин и других дефектов рекомендуется оставлять на барабане тщательно обработанный поясок наплавленного металла высотой 3 мм, как указано на рис. 9.43.

Рис. 9.43. Установка и приварка штуцера к кольцу оставшегося металла шва

Наружную поверхность барабана вокруг отверстия под штуцер на расстоянии 30 мм и поверхность гнезда проверяют методом МПД на отсутствие трещин. Обнаруженные трещины удаляют.

Новые штуцера рекомендуется изготавливать с утолщенной стенкой за счет уменьшения внутреннего диаметра на 5–8 мм (рис. 9.44).

Рис. 9.44. Установка штуцера с утолщенной стенкой: D3 – внутренний диаметр удаленного штуцера; Н –высота, установленная заводом-изготовителем

Штуцер устанавливают в гнезде барабана с зазорами по диаметру 1–1,5 мм и по высоте 1 мм и прихватывают в трех-четырех местах (рис. 9.43 и 9.44).

Приварку и прихватку штуцеров производят с предварительным и сопутствующим подогревом до температуры 200 ± 20 °С для сталей 16ГНМ и 16ГНМА и 140 ± 20 °С для стали 22К. Подогрев осуществляют на участке вокруг штуцера шириной не менее 150 мм.

Источник

Ремонт штуцеров барабанов котлов производят

ТИПОВЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ НА РЕМОНТ ПАРОВЫХ И ВОДОГРЕЙНЫХ КОТЛОВ ПРОМЫШЛЕННОЙ ЭНЕРГЕТИКИ

УТВЕРЖДЕНЫ Госгортехнадзором России 04.07.94 г.

Типовые технические условия на ремонт паровых и водогрейных котлов промышленной энергетики разработаны в соответствии с Правилами устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов и нормативно-технической документацией, согласованной с Госгортехнадзором России, на основании Технического задания «ДИЭКС», согласованного с Госгортехнадзором России 15.04.93 г.

Технические условия распространяются на операции по ремонту элементов, работающих под давлением, паровых котлов, котлов-утилизаторов (в том числе газо- и жаротрубных) и энерготехнологических агрегатов с избыточным давлением свыше 0,07 МПа до 4,0 МПа и водогрейных котлов с температурой нагрева воды свыше 115°С, используемых в промышленной энергетике и отопительных котельных.

Технические условия определяют необходимый объем, технологию и организацию работ по ремонту элементов котлов и включают только технические требования и основные технологические приемы ремонта наиболее часто встречающихся повреждений котлов.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Типовые технические условия на ремонт паровых и водогрейных котлов промышленной энергетики (ТУ) разработаны в соответствии с Правилами устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов (далее — Правила по котлам) и нормативно-технической документацией, согласованной с Госгортехнадзором России, на основании Технического задания «ДИЭКС», согласованного с Госгортехнадзором России 15.04.93 г.

1.2. Технические условия распространяются на операции по ремонту элементов, работающих под давлением, паровых котлов, котлов-утилизаторов (в том числе газо- и жаротрубных) и энерготехнологических агрегатов (ЭТА) с давлением свыше 0,07 МПа до 4,0 МПа и водогрейных котлов с температурой нагрева воды свыше 115°С, используемых в промышленной энергетике и отопительных котельных.

1.3. Технические условия определяют необходимый объем, технологию и организацию работ по ремонту элементов котлов.

Настоящие ТУ включают только технические требования и основные технологические приемы ремонта наиболее часто встречающихся повреждений котлов.

1.4. Необходимость и объем ремонтных работ определяются владельцем котлов по результатам технического освидетельствования и диагностирования, выполненных согласно требованиям Правил по котлам, Методических указаний Госгортехнадзора и Положения о системе технического диагностирования паровых и водогрейных котлов промышленной энергетики.

1.5. До начала ремонтных работ на основании требований и указаний настоящих ТУ и чертежей на котел ремонтная организация должна разработать технологическую документацию на ремонт (включая подготовку места ремонта под сварку или наплавку).

1.6. Ответственность за полноту выполненных работ, качество ремонта несет организация или лицо, проводившие ремонт.

2. ОСНОВНЫЕ И СВАРОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

2.1. Для ремонта паровых и водогрейных котлов и их деталей, работающих под давлением, должны применяться основные материалы в соответствии с Правилами по котлам, указанные в табл.1-4 приложения 1, и сварочные материалы, указанные в таблице приложения 2.

2.2. Используемые для ремонта материалы и полуфабрикаты должны иметь сертификаты, подтверждающие соответствие их стандартам. Материалы и полуфабрикаты должны иметь соответствующую маркировку. При отсутствии сертификата или маркировки следует провести необходимые испытания в соответствии с нормативно-технической документацией (НТД).

2.3. Используемые для ремонта электроды должны удовлетворять требованиям ГОСТ 9466, ГОСТ 9467 и ГОСТ 10052. Контроль качества присадочных материалов должен осуществляться в соответствии с технической документацией на их изготовление.

3. ТРЕБОВАНИЯ К ОРГАНИЗАЦИИ РАБОТ, ПЕРСОНАЛУ, СРЕДСТВАМ И ОБЪЕКТУ РЕМОНТНЫХ ОПЕРАЦИЙ

3.1. Организация проведения ремонтных работ возлагается на владельца котла.

3.2. Работы по ремонту котла, сдача-приемка котла после ремонта владельцу должны выполняться специализированной организацией, для которой такой вид деятельности предусмотрен уставом и которая располагает необходимым оборудованием и материалами, НТД на ремонт и контроль качества, обученными и аттестованными в установленном порядке специалистами и персоналом.

3.3. Ремонтная организация (предприятие), выполняющая ремонт, должна получить разрешение (лицензию) на проведение указанных работ в органе госгортехнадзора в установленном порядке*.

* В настоящее время на проведение ремонтных работ лицензия не требуется.

3.4. К сварочным работам по ремонту котла, включая прихватку и наплавку, допускаются сварщики, аттестованные в соответствии с Правилами аттестации сварщиков**, утвержденныМИ Госгортехнадзором России, и имеющие удостоверение сварщика установленного образца. При этом сварщики могут быть допущены к тем видам работ, которые указаны в удостоверении.

** В настоящее время действуют Правила аттестации сварщиков и специалистов сварочного производства (ПБ 03-273-99), утвержденные постановлением Госгортехнадзора России от 30.10.98 N 63, зарегистрированным Минюстом России 04.03.99 г., рег. N 1721.

3.5. Специалисты неразрушающего контроля, проверяющие качество сварных соединений и наплавок должны быть аттестованы в соответствии с Правилами аттестации специалистов неразрушающего контроля***.

*** В настоящее время действуют Правила аттестации персонала в области неразрушающего контроля (ПБ 03-440-02), утвержденные постановлением Госгортехнадзора России от 23.01.02 N 3, зарегистрированным Минюстом России 17.04.02 г., рег. N 3378.

3.6. Специалисты по ремонту котлов должны пройти проверку знаний Правил по котлам, настоящих ТУ, норм и инструкций, регламентирующих выполнение работ и контроль качества в порядке, установленном Госгортехнадзором России.

3.7. Слесари, выполняющие ремонтные работы, должны иметь квалификацию не ниже 4-го разряда и практические навыки по ремонту котлов.

3.8. По каждому ремонтируемому котлу до начала ремонтных работ составляются:

акт о техническом состоянии котла до ремонта;

проект организации работ и технологические указания по проведению сварочных работ;

спецификация на оборудование, запасные элементы, инструмент, оснастку, такелажные приспособления.

3.9. Если в процессе ремонта будут выявлены дополнительные дефекты, то на них также составляется акт.

3.10. При проведении ремонтных работ может применяться ручная электродуговая, аргонодуговая, механизированная в СО и газовая сварка.

Технология сварки и наплавки, применяемая при ремонте котлов, должна быть аттестована в соответствии с Правилами по котлам. Сварочные работы должны проводиться при положительной температуре окружающего воздуха. Допускается выполнять сварку в условиях отрицательной температуры при соблюдении требований НТД (ПТД) и создании необходимых условий для сварщиков (защита от ветра, дождя, снегопада).

3.11. Для своевременного и качественного ремонта котлов должны быть заранее изготовлены запасные части по требуемой номенклатуре: трубы, фланцы, пробки, патрубки, заготовки для заплат и т.п., а также необходимое количество соответствующих электродов, имеющих паспорт, согласно приложению 2.

3.12. Подробное описание проведенных ремонтных работ должно быть зафиксировано в ремонтном журнале в соответствии со ст.9.5.2 Правил по котлам. Запись делается за подписью лица, ответственного за исправное состояние и безопасную эксплуатацию котла. В частности, должны быть зафиксированы сведения об объеме выполненных работ по очистке котла и замене элементов котла, а также сведения о способах и размерах выборки недопустимых дефектов (коррозионных поражений, трещин и т.п.), примененных материалах и электродах, технологии сварки и сведения о сварщиках, о методах, объемах и результатах контроля.

4. РЕМОНТ БАРАБАНОВ, КОЛЛЕКТОРОВ, КОРПУСОВ, КАМЕР, ЖАРОВЫХ ТРУБ КОТЛОВ

4.1. Ремонт барабанов, коллекторов, корпусов котлов, жаровых труб и камер наплавкой при наличии коррозионных повреждений производят в случае, если толщина его стенки после выборки дефектов окажется меньше расчетной по ОСТ 108.031.08-85 — ОСТ 108.031.10-85 «Котлы стационарные и трубопроводы пара и горячей воды. Нормы расчета на прочность»* и составляет не менее 50% номинальной. Это требование в равной мере может быть отнесено к штуцерам и другим элементам. Наплавка является неприемлемой, если толщина стенки в месте выборки менее 3 мм.

* В настоящее время действуют Нормы расчета на прочность стационарных котлов и трубопроводов пара и горячей воды (РД 10-249-98), утвержденные постановлением Госгортехнадзора России от 25.08.98 N 50, с Изменением N 1 [РДИ 10-413(249)-01], утвержденным постановлением Госгортехнадзора России от 13.07.01 N 31.

4.2. Более глубокие разъедания на значительной поверхности устраняют вырезкой дефектных участков и вваркой заплат, заменой обечаек, штуцеров или других элементов.

4.3. На котлах типа ДКВР, ДЕ, КЕ коррозионные разъедания стенок барабанов допускаются без ремонта при глубине до 10% от толщины стенки при условии тщательного контроля за развитием коррозионных повреждений.

4.4. Трещины глубиной до толщины стенки барабана ремонтируют как поверхностные, а большей глубины — как сквозные.

4.5. Границы трещин определяются магнитной (МПД) или цветной (ЦД) дефектоскопией. По границам трещин наносят керны и производят сверление на расстоянии 10-30 мм от них для предупреждения распространения их в длину. Сверления должны выполняться последовательно сверлами нескольких диаметров, начиная с диаметра 4-5 мм, с рассверливанием их уступами, с тем чтобы обеспечить плавное раскрытие металла для заварки выборки в месте трещины.

Трещины глубиной свыше глубины стенки барабана необходимо разделывать насквозь.

4.6. Выборка трещин в корпусе котла, барабана, жаровой трубе, коллекторе должна производиться только механическим путем и иметь чашеобразную форму разделки с углом скоса 12-15°. Полнота выборки дефектного металла контролируется МПД или ЦД.

4.7. Сварочные работы на котле должны вестись под наблюдением специалиста по сварке ремонтной организации.

4.8. Перед выполнением сварочных работ на барабане, корпусе котла, жаровой трубе или коллекторе независимо от наличия удостоверения сварщик должен сварить контрольное соединение из той же стали, той же конструкции шва с применением рекомендуемых электродов и на том же режиме сварки.

Контрольное соединение должно быть проверено теми же методами, что и основные сварные соединения. Сварщик может быть допущен к выполнению сварочных работ при положительных результатах этой проверки.

4.9. Наплавка в местах выборки коррозионных поражений или трещин должна производиться на участке, выходящем за пределы зоны наплавки на 5-8 мм с каждой стороны с усилением не менее 2 мм. Усиление удаляется зашлифовкой заподлицо с основным металлом.

4.10. Заплаты необходимо устанавливать вместо удаленного металла отдулин, массовых глубоких коррозионных поражений или растрескивания металла.

Выпучины в барабанах и корпусах котлов допускаются без выправки при расположении их вне зоны сварных швов и трубных отверстий, если прогиб (высота), определенный относительно наименьшего размера их основания, не превышает 2%, но не более 1% диаметра барабана.

При большем прогибе возможность эксплуатации котла при расчетных или сниженных параметрах может быть допущена на основании заключения специализированной или экспертной организации.

4.11. Вырезка для установки заплаты должна превышать по своим размерам зону поврежденного металла в каждую сторону на 20-50 мм.

Заплата подгоняется по радиусу барабана и размерам вырезанного отверстия.

4.12. Вырезка для заплаты должна иметь форму овала или прямоугольника с плавными скруглениями углов радиусом не менее 100 мм.

4.13. Толщина листа заплаты должна быть такой же, как толщина ремонтируемого элемента.

4.14. Заплата должна устанавливаться в корпусе котла, барабане, коллекторе, жаровой трубе или газовой коробке встык.

4.15. Заготовку заплаты следует вальцевать на требуемый радиус кривизны цилиндра перед вырезкой заплаты.

4.16. Вырезка дефектного участка должна выполняться газовой или плазменной резкой. Вырезку участка корпуса или жаровой трубы производят снаружи к центру котла. После вырезки механическим способом удаляют грат и обеспечивают V-образную разделку с углом 30° и притуплением 1,0-1,5 мм.

4.17. Заплата должна устанавливаться эксцентрически с зазором в месте начала сварки большим по сравнению с другими местами.

4.18. Вварка заплаты для исключения короблений и снижения остаточных напряжений должна производиться обратноступенчатым способом.

4.19. Усиление сварного стыкового шва приварки заплаты необходимо снимать заподлицо или оставлять усиление не более 2 мм с плавным переходом.

4.20. Одиночные коррозионные язвенные поражения на корпусе жаротрубного котла при остаточной толщине стенки менее 3 мм удаляются сквозной засверловкой или фрезерованием. При диаметре до 30 мм может быть установлена сплошная круглая пробка из механически обработанного прутка. Цилиндрическая круглая пробка должна иметь плотное прилегание к отверстию, не иметь признаков расслоения металла или других видимых дефектов. Ее высота должна равняться двойной толщине стенки корпуса котла. Пробка должна выступать в обе стороны на половину толщины корпуса котла. Для сварки необходимо применять электроды диаметром до 3 мм. Сварка короткой дугой со смещением «замка» последующего слоя относительно предыдущего на 10-15 мм с зачисткой от шлака и брызг после наложения каждого слоя. Катет сварного шва должен быть не менее половины толщины стенки корпуса котла. Сварка должна осуществляться с обеих сторон (изнутри и снаружи). Металл корпуса котла по обе стороны от отверстия должен быть зачищен до металлического блеска на расстоянии не менее 20 мм от кромки отверстия.

4.21. При размере коррозионного поражения корпуса от 30 до 100 мм и остаточной толщине менее 3 мм ремонт производится установкой патрубка с заглушкой. Отверстие под патрубок выполняется сверлением с обеспечением зазора в пределах, установленных стандартом для конструктивных элементов принятого углового соединения.

Вовнутрь корпуса патрубок должен выступать на величину, равную его наружному диаметру. Наружу патрубок должен выступать на 8-12 мм. Изнутри котла патрубок должен иметь плоскую заглушку.

Толщина трубы и плоской заглушки должна определяться расчетами на прочность по ОСТ 108.031.08-10-85 «Котлы стационарные паровые и трубопроводы пара и горячей воды. Нормы расчета на прочность»*. Катеты сварных швов, крепящих патрубок изнутри и снаружи корпуса котла, и катет сварного шва плоского донышка должны определяться расчетом.

* В настоящее время действуют Нормы расчета на прочность стационарных котлов и трубопроводов пара и горячей воды (РД 10-249-98), утвержденные постановлением Госгортехнадзора России от 25.08.98 N 50, с Изменением N 1 [РДИ 10-413(249)-01], утвержденным постановлением Госгортехнадзора России от 13.07.01 N 31.

Патрубок и заглушка должны быть изготовлены из материала, соответствующего металлу корпуса (барабана) котла.

4.22. Ремонт штуцеров барабанов котлов производят подваркой, бандажированием или их заменой.

4.22.1. Ремонтная подварка выполняется, когда толщина стенки штуцера после устранения дефекта окажется меньше расчетной, но будет не менее 3 мм.

4.22.2. Бандажирование производят для укрепления штуцеров, имевших ремонтные выборки дефектов. Длина бандажа вдоль образующей штуцера должна превышать длину выборки на 10-15 мм, толщина бандажа должна быть не менее толщины ремонтируемого штуцера. Бандажные втулки на ремонтируемый штуцер следует надевать горячей посадкой на штуцер или сваркой двух половин втулки, плотно прижатых к штуцеру перед сваркой.

Источник