Инструкция по проведению обследования и диагностирования технического состояния сернокислых резервуаров

ИНСТРУКЦИЯ
ПО ПРОВЕДЕНИЮ ОБСЛЕДОВАНИЯ И ДИАГНОСТИРОВАНИЯ
ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ СЕРНОКИСЛОТНЫХ
РЕЗЕРВУАРОВ

Вводится впервые

Дата введения 01-02-1996 г.

РАЗРАБОТАНА:
АО НИИХИММАШ Начальник отдела прочности ___________ В.И. Рачков 14.04.1995 г. Начальник лаборатории конструктивной прочности ___________ С.М. Кутепов 14.04.1995 г. ГИАП Главный механик ГИАП ____________ Б.М. Гусев 8.04.1995 г.	АО ЦНИИПСК им. Мельникова Зав. отделом ЛИКОН ________________ Х.М. Ханухов 28.02.1995 г. Зав. отделом ОЭМ ________________ В.М. Горицкий 28.02.1995 г. Научно-производственный консорциум ИЗОТЕРМИК техн. директор _________________ Воронецкий А.Е. 10.02.1995 г.

МОСКВА, 1996 г.

РАЗРАБОТАНА

Научно-исследовательский и конструкторский институт химического машиностроения (АО НИИХИММАШ) Директор института, д.т.н., проф. Н.М. Самсонов Ответственные исполнители: нач. отдела, к.т.н. В.И. Рачков нач. лаборатории, к.т.н. С.М. Кутепов Государственный научно-исследовательский и проектный институт азотной промышленности (АО ГИАП) Главный инженер института, к.т.н. Ю.А. Иванов Ответственный исполнитель: главный механик института, к.т.н. Б.М. Гусев Центральный ордена трудового Красного Знамени научно-исследовательский и проектный институт строительных металлоконструкций им. Н.П. Мельникова (АО ЦНИИПСК им. Н.П. Мельникова) Директор института, д.т.н., проф. В.В. Ларионов Ответственные исполнители: зав. отделом, к.т.н. Х.М. Ханухов зав. отделом, д.т.н. В.М. Горицкий Научно-производственный консорциум ИЗОТЕРМИК (НПК ИЗОТЕРМИК) Технический директор, к.т.н. А.Е. Воронецкий

Согласовано с Госгортехнадзором РФ 12.01.1996 г.

Вводится впервые с 01.02.1996 г.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Инструкция по проведению обследования и диагностирования технического состояния сернокислотных резервуаров направлена на повышение уровня безопасности их эксплуатации, которая должна обеспечиваться на всех этапах жизни сооружения.

Сернокислотные резервуары используются в химической промышленности, при изготовлении минеральных удобрений, в коксохимии и текстильном производстве, а также в энергетическом и военно-промышленном комплексах.

Практически в каждом работающем резервуаре уже через несколько лет эксплуатации в результате коррозионно-механического повреждения под воздействием серной кислоты происходит утонение оболочки, образование коррозионных язв и коррозионно-механических трещин, количество которых растет с увеличением срока службы, а при нарушении технологических режимов эксплуатации происходит снижение несущей способности резервуара.

При разработке «Инструкции» учтен опыт и результаты обследования технического состояния сернокислотных резервуаров, проведенных организациями-разработчиками, а также требования «Правил устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением» и ОСТ 26 291-87 «Сосуды и аппараты стальные сварные. Общие технические условия».

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Настоящая «Инструкция» определяет объем работ и порядок их проведения, которые должны выполняться при обследовании и диагностировании технического состояния сернокислотных резервуаров.

1.2. Сернокислотные резервуары предназначены для хранения концентрированных растворов серной кислоты (75 и 93,8 %), разбавленной серной кислоты и олеума. Данные резервуары работают как в статическом, так и циклическом режимах погружения.

1.3. Сернокислотные резервуары выполняются из отечественной стали марок ВСт3сп5, ВСт3сп4, 09Г2 и 09Г2С и их зарубежных аналогов. Изготовление и монтаж резервуаров осуществляются двумя способами: рулонированием и полистовой сборкой.

1.4. Сернокислотные резервуары выполняются в зависимости от хранимого продукта как футерованные, так и нефутерованные, с теплоизоляцией и без теплоизоляции:

- резервуар нефутерованный с теплоизоляцией (олеум);

- резервуар нефутерованный (концентрированная серная кислота);

- резервуар футерованный (разбавленная серная кислота).

1.5. Основной целью обследования и диагностирования технического состояния сернокислотного резервуара является определение соответствия его состояния требованиям действующей технической документации и установление срока его безопасной эксплуатации при заданных технологических параметрах.

1.6. Обязательному освидетельствованию, обследованию и диагностированию подлежат сернокислотные резервуары, срок эксплуатации которых составил 10 и более лет, а также:

- при необходимости проведения ремонтно-восстановительных работ (появление коррозионных повреждений в стенке, днище или кровле резервуара и т.п.);

- при нарушении технологических режимов хранения;

- после аварии.

1.7. Срок прогнозируемой безопасной эксплуатации (междиагносционный период) - период работы сернокислотного резервуара при заданных технологических параметрах и при соблюдении условий, определенных специализированной организацией, установившей этот срок.

1.8. Обследование и диагностирование технического состояния сернокислотных резервуаров проводится силами специализированной организации, имеющей лицензию (разрешение) Госгортехнадзора России на проведение таких работ.

1.9. Предприятие-владелец осуществляет подготовку сернокислотного резервуара к проведению обследования и диагностирования его технического состояния (освобождение от продукта, нейтрализация, зачистка сварных соединений, обеспечение средствами осмотра: установка лесов, подмостей и т.п.).

1.10. Предприятие-владелец обязано предоставить специализированной организации, производящей обследование и диагностирование технического состояния сернокислотного резервуара, всю имеющуюся проектно-техническую и эксплуатационную документацию.

1.11. В междиагносционный период предприятием-владельцем проводятся периодические (не реже одного раза в год) освидетельствования резервуаров, включающих в себя:

- работу с эксплуатационной документацией на резервуар (технический паспорт, журнал технического обслуживания, технический журнал, журнал ремонтных работ);

- визуальный осмотр резервуара снаружи;

- выводы о возможности дальнейшей эксплуатации до следующего технического освидетельствования или обследования и диагностирования в зависимости от срока эксплуатации или состояния резервуара.

2. ПРОВЕДЕНИЕ ОБСЛЕДОВАНИЯ И ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ СЕРНОКИСЛОТНЫХ РЕЗЕРВУАРОВ

2.1. Состав работ по проведению обследования и диагностирования технического состояния сернокислотных резервуаров в общем случае включает в себя:

- анализ проектно-технической документации, механической и температурной нагруженности;

- визуальный осмотр резервуара (стенки, днища, кровли), наружный и внутренний; допускается, в отдельных случаях, проводить только наружный осмотр с применением приемов и методов специализированной организации, проводящей обследование;

- геодезическую съемку (днища и стенки);

- ультразвуковую толщинометрию стенки, днища и кровли резервуара;

- дефектоскопию сварных швов стенки и днища резервуара неразрушающими методами контроля;

- проведение металлографических исследований и определение химического состава металла резервуара;

- определение механических свойств металла резервуара;

- проведение расчетов прочности, устойчивости и долговечности стальных конструкций резервуара по специальным методикам;

- расчет остаточного ресурса работоспособности для назначения дальнейшего срока безопасной эксплуатации резервуара.

В каждом конкретном случае состав работ определяется специализированной организацией, проводящей обследование и диагностирование технического состояния резервуара, по согласованию с предприятием-владельцем.

2.2. Анализ проектно-технической документации, механической и температурной нагруженности проводится:

- для установления соответствия фактических условий эксплуатации резервуара требованиям и положениям проектно-технической документации на изготовление, монтаж и эксплуатацию;

- для определения фактической наработки резервуара;

- для ознакомления с результатами предыдущего обследования и диагностирования технического состояния резервуара и ремонтно-восстановительных работ.

По результатам анализа производится корректировка программы и уточнение объема работ по проведению обследования и диагностирования технического состояния резервуара.

2.2.1. Проектно-техническая документация включает в себя:

А/ - чертежи стальных конструкций: рабочие КМ и деталировочные КМД;

- заводские сертификаты на поставку стальных конструкций;

- документы (сертификаты и др.), удостоверяющие качество материалов, сталей, электродов и т.д., применяемых при монтаже и вошедших в состав сооружения;

- данные о результатах геодезических измерений;

- акт испытания резервуара;

- документы о контроле качества сварных соединений;

- акт на приемку резервуара в эксплуатацию;

- документация на ремонтно-восстановительные работы;

Б/ - технический паспорт резервуара;

- журнал текущего обслуживания;

- технологический журнал;

- журнал ремонтных работ.

2.3. Визуальный осмотр проводится для выявления дефектов, возникших в процессе эксплуатации резервуара, и для оценки коррозионного состояния оболочки резервуара (стенки, днища, кровли).

Особое внимание при визуальном осмотре обращается на состояние сварных соединений: вертикальных сварных швов, перекрестий горизонтальных и вертикальных сварных швов, сварных швов сопряжения стенки с окрайкой днища, с кровлей.

2.3.1. Визуальному осмотру подлежат:

- оболочка резервуара (стенка, днище, кровля);

- железобетонный фундамент;

- теплоизоляция;

- технологическое оборудование.

При обнаружении дефектов необходимо проведение инструментального обследования.

2.4. Ультразвуковая толщинометрия применяется для определения величин коррозионного износа стенки, днища и кровли сернокислотного резервуара.

Толщинометрия проводится с внешней или внутренней стороны резервуара.

2.4.1. Ультразвуковая толщинометрия проводится с помощью ультразвуковых толщиномеров отечественного и импортного производства, позволяющих измерять толщину в интервале 0,2 - 50 мм с точностью до 0,1 мм при температуре окружающего воздуха от минус 10 до плюс 40 °С и соответствующих требованиям ГОСТ 4787-86 и ГОСТ 25863-83.

2.4.2. Число точек замера толщины нижних трех поясов должно быть не менее трех на каждом листе по высоте пояса (низ, середина, верх). Толщина остальных поясов измеряется не менее чем в одной точке каждого листа.

При наличии протечек в кровле число точек замера толщины стенки резервуара, по решению специализированной организации, увеличивается, особенно в зонах стекания атмосферных осадков по внутренней поверхности стенки.

2.4.3. Число точек замера толщины днища и настила кровли должно быть не менее одной на каждом листе днища и щитах кровли, а также на каждом листе окраек кровли.

2.4.4. Фактическое число точек замера толщины стенки, днища и кровли резервуара устанавливает специализированная организация, проводящая обследование и диагностирование технического состояния резервуара с учетом требований п.п. 2.4.2 и 2.4.3 данной «Инструкции».

2.5. Дефектоскопия сварных швов стенки и днища сернокислотного резервуара проводится следующими неразрушающими методами контроля:

- ультразвуковым;

- радиографическим;

- цветным;

- магнитопорошковым;

- акусто-эмиссионным.

Выбор метода контроля и объем контроля сварных швов устанавливается и определяется специализированной организацией, проводящей обследование и диагностирование технического состояния резервуара, в зависимости от конкретных условий обследования и от конструктивных особенностей резервуара.

2.5.1. Ультразвуковой и радиографический контроль проводятся в соответствии с требованиями ГОСТ 14782-86, 20415-82, 7513-82 и ОСТ 26-2044-83, 26-11-03-84.

2.5.2. Цветной и магнитопорошковый методы контроля проводятся в соответствии с ГОСТ 18442-80, 21105-87, 22261-82 и ОСТ 26-5-88, 26-6-88, 26-5-83.

2.5.3. Возможно использование акусто-эмиссионного метода контроля в сочетании с другими методами неразрушающего контроля.

2.5.4. Контроль и оценка качества сварных соединений неразрушающими методами производятся в соответствии с требованиями СНиП 3.03.01-87.

2.5.5. К выполнению работ по оценке качества сварных соединений неразрушающими методами контроля допускаются специалисты, прошедшие теоретическое и практическое обучение и имеющие удостоверение с квалификацией не ниже 2-го уровня.

2.5.6. Выдать «Заключение» о качестве (состоянии) сварных соединений по результатам неразрушающего метода контроля имеют право только специалисты, имеющие квалификацию не ниже 2-го уровня в соответствии с международными квалификационными требованиями.

2.6. Металлографические исследования, определение химического состава и механических свойств металла резервуара проводятся в связи с возможными изменениями структуры металла и его охрупчиванием под воздействием растворов серной кислоты.

2.6.1. Для проведения металлографических исследований, определения химического состава и механических свойств металла резервуара могут быть использованы как разрушающие, так и неразрушающие методы.

2.6.2. При использовании разрушающего метода из обечайки обследуемого резервуара для изготовления образцов вырезаются фрагменты размером не менее 200 - 300 мм.

В этом случае организация, проводящая обследование и диагностирование технического состояния резервуара, обязана представить техническую документацию по восстановлению мест вырезки фрагментов.

2.6.3. Определение механических характеристик, предела текучести и временного сопротивления при неразрушающем методе осуществляется с использованием переносных твердомеров в соответствии с требованиями ГОСТ 22761-77 и ГОСТ 22762-77.

2.6.4. Проведение металлографических исследований без использования разрушающего метода осуществляется методом «реплик».

2.6.5. При обнаружении трещин в металлоконструкциях резервуара необходимо оценить ударную вязкость материала при температурных условиях, указанных в п.п. 2.6.6. и 2.6.7.

2.6.6. Для резервуаров, выполненных из сталей марок ВСт3сп4 и ВСт3сп5 и их зарубежных аналогов, определение ударной вязкости проводится на призматических образцах типа 11 по ГОСТ 9454-78 при температуре +20 °С и при минимальной температуре воздуха района, где расположен резервуар. Ударная вязкость при отрицательной температуре должна быть не менее 0,3 Мдж/м. Для образцов, испытанных при комнатной температуре, ударная вязкость должна быть не менее 0,5 Мдж/м.

2.6.7. Для резервуаров, выполненных из стали марок 09Г2С, 09Г2 и их зарубежных аналогов, определение ударной вязкости проводят на призматических образцах типа 11 по ГОСТ 9454-78 при минимальной температуре воздуха района, где расположен резервуар. Ударная вязкость образцов должна быть не менее 0,3 Мдж/м.

2.6.8. При определении ударной вязкости по решению организации, проводящей диагностирование, в качестве дополнительного допускается неразрушающий метод малых проб с толщиной микропроб, не превышающей глубину коррозионных язв или толщиной 2,5 - 5,0 % от толщины стенки резервуара. Отбор проб производится механическим (спил, сруб, срез и т.д.) или физическим (электроискровым и т.д.) способами без применения огневого воздействия на металл.

2.6.9. Для проведения исследований по определению химического состава, отбор проб металла проводится в соответствии с требованиями ГОСТ 7122-81.

2.6.10. При отсутствии у предприятия-владельца заводских сертификатов на поставленные стальные конструкции резервуара (стенка, днище, кровля) обязательно восстановление данных по химическому составу и механическим свойствам металла.

2.7. Специализированная организация, проводящая обследование технического состояния резервуара, на основании полученных данных об оболочке резервуара (механические свойства металла, фактическая толщина элементов оболочки, дефекты в сварных соединениях оболочки, с которыми возможна эксплуатация резервуара, депланация элементов оболочки), представляют предприятию-владельцу предварительное «Заключение» о состоянии резервуара: возможности его дальнейшей эксплуатации.

В предварительном «Заключении», если это требуется по результатам обследования, указывается, какие ремонтно-восстановительные работы необходимо выполнить для обеспечения возможности его безопасной эксплуатации.

2.8. Расчет прочности, устойчивости и долговечности стальных конструкций резервуара проводится на основании полученных данных о состоянии оболочки резервуара и результатов анализа данных о фактической эксплуатационной нагруженности резервуара.

2.9. Для хранилищ с числом циклов нагружения до 1000 расчет металлоконструкций ведется на хрупкую прочность и устойчивость.

2.10. Для хранилищ с числом циклов нагружения более 1000 расчет металлоконструкций ведется на хрупкую прочность и устойчивость и циклическую прочность на стадии роста коррозионно-усталостных трещин.

2.11. В сейсмически активных районах производится поверочный расчет на сейсмическую прочность металлоконструкций с учетом коррозионной повреждаемости.

2.12. По результатам обследования и на основании актов о выполнении ремонтно-восстановительных работ, если такие проводились специализированной организацией, производится расчет остаточного ресурса.

3. РЕМОНТНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ

3.1. Проведение ремонтно-восстановительных работ на обечайке резервуара (стенки, кровли, днища) с применением сварки допускается только по согласованию с проектной организацией, автором данного проекта или со специализированной организацией, которая проводит обследование технического состояния резервуара.

3.2. Приемка ремонтно-восстановительных работ оформляется соответствующим актом приемки, к которому должны быть приложены проектная документация на выполнение работ, сертификаты на сталь элементов усиления (замены), акты на проведение дефектоскопического контроля сварных швов.

3.3. При проведении ремонтно-восстановительных работ, связанных с заменой части основных элементов оболочки резервуара (стенки, днища), необходимо после их окончания согласно ОСТ 291-87 провести гидравлические испытания резервуара.

Гидравлические испытания проводит предприятие-владелец с соответствующим оформлением документации на проведенное испытание.

Предприятие-владелец может привлекать специализированную организацию для надзора и контроля за проведением работ.

4. ВЫДАЧА ЗАКЛЮЧЕНИЯ ПО БЕЗОПАСНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ СЕРНОКИСЛОТНОГО РЕЗЕРВУАРА

4.1. По результатам освидетельствования или обследования и диагностирования технического состояния сернокислотного резервуара специализированная организация выдает предприятию-владельцу «Заключение» о возможности эксплуатировать резервуары при заданных технологических параметрах и расчет остаточного ресурса и, если это необходимо, при соблюдении определенных условий, оговоренных этой организацией, устанавливает срок его безопасной эксплуатации.

4.2. «Заключение» о сроке безопасной эксплуатации сернокислотного резервуара и о допустимом технологическом регламенте его работы выдается только специализированной организацией, имеющей лицензию (разрешение) Госгортехнадзора России.

4.3. Организации, имеющие лицензию (разрешение) Госгортехнадзора России на проведение обследования и диагностирования технического состояния сернокислотных резервуаров:

1. АО НИИХИММАШ;

2. АО ГИАП;

3. АО ЦНИИпроектстальконструкция им. Мельникова;

4. Научно-производственный консорциум ИЗОТЕРМИК.

4.4. Срок безопасной эксплуатации по результатам технического обследования и диагностирования сернокислотного резервуара, изготовленного из стали марки ВСт.3сп5 (или ее зарубежного аналога) в зависимости от хранимого продукта составляет:

- до 8-и лет, для олеума;

- до 6-и лет, для разбавленной серной кислоты (футерованного) и концентрированной серной кислоты;

- до 3-х лет, для разбавленной серной кислоты, но хранящейся в нефутерованном резервуаре (на практике также встречается).

4.4.1. Срок безопасной эксплуатации может быть увеличен на 2 года при выполнении резервуара из стали марки 09Г2С (С345).

Приложение 1

Перечень специализированных организаций по сернокислотным резервуарам объемом до 3000 м³