РД 153-34.0-17.460-99 Руководящий документ по восстановительной термической обработке и контролю графитизации паропроводов из углеродистых сталей, эксплуатируемых при температуре 350-450°С

РД 153-34.0-17.460-99

     
     
Нормативные документы для тепловых электростанций

     
РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ
ПО ВОССТАНОВИТЕЛЬНОЙ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКЕ
И КОНТРОЛЮ ГРАФИТИЗАЦИИ ПАРОПРОВОДОВ ИЗ УГЛЕРОДИСТЫХ СТАЛЕЙ, ЭКСПЛУАТИРУЕМЫХ ПРИ ТЕМПЕРАТУРЕ 350-450 °С

     
     
Срок действия с 01.01.2000
до 01.01.2005*
__________________
* О дате окончания действия см. ярлык "Примечания". -
Примечание изготовителя базы данных.

СОГЛАСОВАН письмом Госгортехнадзора России от 23.11.98 N 12-01/1028

УТВЕРЖДЕН Департаментом стратегии и развития научно-технической политики РАО "ЕЭС России"

Настоящий отраслевой Руководящий документ распространяется на подконтрольные Госгортехнадзору России паропроводы, изготовленные из углеродистой стали и эксплуатируемые при температуре 350-450 °С (в том числе трубопроводы в пределах котлов).

Руководящий документ устанавливает периодичность, методы и объемы контроля технического состояния паропроводов, а также регламентирует основные технологические параметры восстановительной термической обработки, выполняемой с целью устранения графитовых образований и регенерации структуры.

Настоящий Руководящий документ обязателен для применения на предприятиях отрасли "Электроэнергетика" и предприятиях других отраслей независимо от вида собственности.

Введение

Настоящий Руководящий документ распространяется на подконтрольные Госгортехнадзору России паропроводы, изготовленные из углеродистых сталей, эксплуатируемые при температуре 350-450 °С (в том числе трубопроводы в пределах котлов).

Руководящий документ (РД) определяет методику контроля графитизации: его периодичность, методы и объемы, а также возможность и методы восстановления работоспособности сварных соединений и основного металла труб паропроводов, которая понизилась вследствие графитизации.

РД разработан в соответствии с Правилами устройства и безопасной эксплуатации трубопроводов пара и горячей воды (РД 03-75-94), Правилами устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов и с учетом требований других руководящих документов Госгортехнадзора России и РАО "ЕЭС России", касающихся безопасной эксплуатации паропроводов.

Настоящий РД подлежит обязательному применению на предприятиях отрасли "Электроэнергетика" и предприятиях других отраслей, эксплуатирующих трубопроводы из углеродистых сталей при температуре 350-450 °С.

Термины и определения, использованные в РД, приведены в приложении 1.

Графитизации - выделению структурно свободного графита сферической или чешуйчатой формы вследствие распада цементита, являющегося частью перлитной составляющей структуры металла, в результате длительной эксплуатации углеродистых сталей при температуре 350 °С и выше - подвержены, в первую очередь, сварные соединения (преимущественно в околошовной зоне) между трубными элементами паропровода, а также между трубами и литыми и коваными деталями. Значительно реже графитизация наблюдается в основном металле труб, в первую очередь, гибов.

Графитизация приводит к существенному снижению временного сопротивления металла, падению характеристик пластичности и ударной вязкости.

В эксплуатации имели место случаи аварийных разрушений паропроводов по графитизированным сварным соединениям.

Интенсивное образование выделений графита и их цепочек начинается с глубины 0,5-1,0 мм от наружной поверхности.

Цепочки, повторяя контуры линии сплавления, распространяются на всю толщину стенки до корня шва. Чаще всего расстояние от линии сплавления до зоны расположения графитовых выделений составляет от 3 до 6 мм (в сторону основного металла труб).

Вероятность возникновения графитизации и степень ее развития (балл графитизации) тем больше, чем выше температура эксплуатации, ее длительность и действующие эксплуатационные напряжения.

В соответствии с действующими правилами для изготовления паропровода с рабочей температурой 425 °С могут применяться трубы из сталей марки 10 и 20, поставляемые по ТУ 14-3-190, а для паропровода с рабочей температурой 450 °С - из стали марки 20, поставляемые по ТУ 14-3-460.

Однако в эксплуатации находятся паропроводы, смонтированные в 60-х годах, в которых использованы трубы из сталей марки 10 и 20, поставленные по ГОСТ 8731-58, допускаемые Правилами по трубопроводам в редакции 1957 года для работы при температурах до 450 °С и давлении до 6,0 МПа включительно. Практика обследования этих трубопроводов и трубопроводов из труб, поставленных по техническим условиям еще более старым, показала, что их сварные соединения особенно склонны к графитизации.

Работоспособность паропровода с графитизированными сварными соединениями может быть восстановлена или за счет их вырезки и установки вставок, или при помощи восстановительной термической обработки (ВТО).

ВТО, осуществляемая с целью устранения графитизации, заключается в нагреве стали до температуры выше перехода в аустенитное состояние, растворения графита в аустените, выравнивании химического состава вследствие диффузии углерода при высокой температуре и формировании однородной ферритоперлитной структуры при охлаждении.

ВТО позволяет восстановить исходную структуру металла, устранив выделение графита, переведя углерод в химически связанное состояние, что обусловливает, в свою очередь, повышение прочностных и пластических характеристик до уровня состояния поставки.