Приказ Минэнерго РФ от 30.06.2003 N 273 "Об утверждении Инструкции о порядке обследования и продления срока службы паропроводов сверх паркового ресурса" (вместе с "Инструкцией... СО 153-34.17.470-2003")

6.5. Определение индивидуального (остаточного) ресурса

6.5.1. С использованием полученных значений приведенных напряжений, эквивалентных температуры и давления (разделы 8.2 - 8.4) по кривым или соотношениям гарантированных характеристик длительной прочности металла (с исходным состоянием или после наработки) определяют индивидуальный или остаточный ресурс конкретных элементов паропровода. Как правило, ресурс паропровода в целом лимитируется ресурсом гибов.

Примечание. Приведенные напряжения в элементах паропровода определяются с учетом минимальной фактической толщины стенки в расчетной зоне по результатам измерительного контроля.

6.5.2. Величину индивидуального (остаточного) ресурса для основного металла элементов допускается определять из следующего соотношения гарантированных характеристик длительной прочности, представляющего собой преобразованное параметрическое уравнение:

1 6 i

lg тау = - SUM А (n сигма) + 2 lg Т - а, (23)

Т i=0 i

где:

тау - индивидуальный ресурс;

Т - используемая в расчете температура;

n - коэффициент запаса прочности;

а - постоянная, зависящая от марки стали. Полином шестой

степени представляет собой аппроксимирующую функцию параметра

Ларсона - Миллера. Коэффициенты полинома А (i = 0 - 6) для

i

различных марок стали и ее состояния приводятся в п. 6.5.6

настоящей Инструкции.

6.5.3. При расчете индивидуального (остаточного) ресурса

согласно формуле (23) используется эквивалентная температура Т

экв

эксплуатации паропровода (см. формулы (16), (18), (21)).

Допускается использовать в расчете другое значение

температуры, в частности, расчетную температуру эксплуатации Т

р

для случая последующего сопоставления полученного значения ресурса

с эквивалентной наработкой тау при Т = Т (см. п. п. 6.3.3 и

э пр р

6.3.6 настоящей Инструкции) либо температуру Т , на которую

n

планируется продление эксплуатации паропровода с последующим

сопоставлением полученного ресурса с эквивалентной наработкой при

Т = Т .

пр n

6.5.4. Коэффициент запаса прочности n при расчете принимается равным 1,5. При наличии фактических данных по характеристикам длительной прочности металла паропровода на время отработки им паркового или индивидуального ресурса допускается принимать значение коэффициента запаса прочности ниже 1,5, но в любом случае оно должно быть не менее 1,25.

6.5.5. Постоянная а в уравнении (23) для паропроводных марок стали принимается равной: 12МХ - 25,0; 15ХМ - 25,0; 12Х1МФ - 24,88; 15Х1М1Ф - 25,2.

6.5.6. Коэффициенты А полинома шестой степени в соотношении

i

гарантированных характеристик длительной прочности паропроводных

марок стали в исходном состоянии приведены в таблице 3:

Таблица 3

КОЭФФИЦИЕНТЫ А ПОЛИНОМА ШЕСТОЙ СТЕПЕНИ

i

┌───────┬────────┬────────┬──────┬──────┬──────┬────────┬─────────┐

│ Марка │ А │ А │ А │ А │ А │ А │ А │

│ стали │ 0 │ 1 │ 2 │ 3 │ 4 │ 5 │ 6 │

├───────┼────────┼────────┼──────┼──────┼──────┼────────┼─────────┤

│12МХ │20750 │-225,338│5,666 │0,984 │-0,173│0,01 │-0,000212│

├───────┼────────┼────────┼──────┼──────┼──────┼────────┼─────────┤

│15ХМ │21130 │-173,562│-49,28│10,891│-0,892│0,033 │-0,000465│

├───────┼────────┼────────┼──────┼──────┼──────┼────────┼─────────┤

│12Х1МФ │22810,76│-730,70 │89,186│-7,654│0,3316│-0,00556│0,0 │

├───────┼────────┼────────┼──────┼──────┼──────┼────────┼─────────┤

│15Х1М1Ф│24099,54│-774,70 │79,73 │-6,739│0,3162│-0,00588│0,0 │

└───────┴────────┴────────┴──────┴──────┴──────┴────────┴─────────┘

Соотношения гарантированных характеристик длительной прочности паропроводных марок стали после определенных наработок при эксплуатационной температуре определяются через соответствующие коэффициенты полинома вида формулы (23) на основе банка данных по жаропрочным свойствам стали после различных сроков эксплуатации.

6.5.7. При выполнении расчетов рекомендуется в качестве

основного использовать соотношение гарантированной длительной

прочности стали в исходном состоянии (коэффициенты А берутся по

i

таблице 3) при коэффициенте запаса прочности n = 1,5. Допускается

использовать в расчетах соотношение гарантированной длительной

прочности стали с конкретной наработкой при условии, что имеется

достаточный массив данных по жаропрочным свойствам отработавшего

определенный срок металла для определения коэффициентов А

i

полинома для конкретной марки стали и конкретной наработки. При

этом коэффициент запаса прочности принимается равным 1,3.

Допускается вести расчет одновременно по нескольким соотношениям гарантированной длительной прочности стали: в исходном состоянии (см. таблицу 3) и после заданной наработки. При этом в соотношении для исходного состояния коэффициент запаса прочности принимается равным 1,5, а в соотношениях с заданной наработкой n = 1,3.

Допускается снижение коэффициента запаса до:

n = 1,4 - для соотношения гарантированной длительной прочности стали в исходном состоянии;

n = 1,25 - для соотношения гарантированной длительной прочности стали после заданной наработки.

В качестве расчетного ресурса принимается наименьшее из значений, полученных по различным вариантам расчета.

6.5.8. Возможны следующие варианты определения индивидуального (остаточного) ресурса паропровода.

6.5.8.1. Продление ресурса выполняется на расчетные параметры эксплуатации.

Определяется эквивалентная наработка тау по п. п. 6.3.3 или

э

6.3.6 настоящей Инструкции при приведенной температуре, равной

расчетной температуре Т = Т .

пр р

и

6.5.8.1.1. Определяют индивидуальный ресурс тау при работе

инд

на расчетной температуре и расчетном давлении по соотношению

гарантированной длительной прочности металла в исходном состоянии.

Остаточный ресурс тау при последующей эксплуатации на расчетных

ост

параметрах определяется разностью:

и

тау = тау - тау . (24)

ост инд э

В данном случае индивидуальный ресурс не является реальным показателем длительности эксплуатации паропровода при фактических параметрах.

н

6.5.8.1.2. Определяется индивидуальный ресурс тау при

инд

работе на расчетных температуре и давлении по соотношению

гарантированной длительной прочности металла с наработкой.

Остаточный ресурс при последующей эксплуатации на расчетных

параметрах определяется соотношением:

н

тау = тау - тау . (25)

ост инд э

6.5.8.1.3. Если расчет ведется по нескольким соотношениям гарантированной длительной прочности - для исходного состояния и для заданной наработки, то:

тау = тау - тау , (26)

ост инд э

и н

где тау = min{тау ; тау }.

инд инд инд

6.5.8.2. Продление ресурса выполняется на эквивалентные (или весьма близкие к ним) параметры эксплуатации.

Определяются эквивалентная температура и эквивалентное давление эксплуатации по п. п. 6.3.4 (или п. 6.3.6) и 6.4.2 настоящей Инструкции.

6.5.8.2.1. Определяется индивидуальный ресурс при работе на эквивалентных параметрах по соотношению гарантированной длительной прочности металла в исходном состоянии. Остаточный ресурс при последующей эксплуатации на эквивалентных параметрах определяется:

и

тау = тау - тау . (27)

ост инд ф

6.5.8.2.2. Определяется индивидуальный ресурс при работе на эквивалентных параметрах по соотношению гарантированной длительной прочности металла с наработкой. Остаточный ресурс при последующей эксплуатации на эквивалентных параметрах определяется:

н

тау = тау - тау . (28)

ост инд ф

6.5.8.2.3. Если расчет ведется по нескольким соотношениям гарантированной длительной прочности - для исходного состояния и заданной наработки, то:

тау = тау - тау , (29)

ост инд ф

и н

где тау = min{тау ; тау }.

инд инд инд

6.5.8.3. При продлении срока эксплуатации паропровода на расчетных (или других назначенных) параметрах, отличных от эквивалентных, допускается остаточный ресурс определять из соотношения:

тау

ф

тау = К х (тау ) х [1 - ----------], (30)

ост р инд Т (тау )

р инд Т

э

где:

(тау ) - индивидуальный ресурс для расчетных параметров;

инд Т

р

(тау ) - индивидуальный ресурс для эквивалентных

инд Т

э

параметров;

К = 0,75...1,0 в зависимости от фактического состояния

р

металла по результатам его неразрушающего контроля и испытаний.

6.5.9. Индивидуальный (остаточный) ресурс сварных соединений

определяется путем сопоставления эквивалентных напряжений

сигма , оцененных согласно п. 6.2.18 настоящей Инструкции, с

экв

номинальным допускаемым напряжением стали по п. 5.2.7.2

РД 10-249-98, для расчетной температуры и прогнозируемого ресурса

(с учетом периода накопленной наработки) при использовании

коэффициентов прочности сварных соединений согласно разделу 4.2

РД 10-249-98 и требованиям настоящей Инструкции.

6.5.10. Индивидуальный (остаточный) ресурс сварного соединения

допускается определять по базовым характеристикам (диаграммам)

длительной прочности сварных соединений; в этом случае при расчете

мш

сигма не учитываются фи , фи и фи . Базовые

экв омега омега в омега

характеристики длительной прочности сварных соединений

аппроксимируются выражениями:

- для соединений стали 12Х1МФ:

-1

lg тау = -22,4 + 2 lg Т - (2400 lg сигма - 20297 + 82,2 х сигма) х Т ; (31)

- для соединений стали 15Х1М1Ф:

-1

lg тау = -24,15 + 2 lg Т - (2400 lg сигма - 22173 + 90,3 х сигма) х Т . (32)

При анализе выполняемости условий по п. 5.2.7.2 РД 10-249-98 допускаемое напряжение [сигма] определяется по соответствующей базовой характеристике длительной прочности сварного соединения с коэффициентом запаса прочности n = 1,5.

Примечание. Базовые характеристики (диаграммы) длительной прочности сварных соединений могут уточняться по результатам испытаний на длительную прочность образцов, вырезанных из сварного соединения действующего паропровода.

6.5.11. Величину индивидуального (остаточного) ресурса допускается определять другим, отличным от изложенного в настоящем разделе, способом. При этом метод определения напряжений в элементах паропровода также может отличаться от изложенного в разделе 6.2 настоящей Инструкции. В указанном случае методика расчета индивидуального (остаточного) ресурса паропровода должна быть приведена в заключении экспертной организации, а результат расчета, т.е. величина остаточного ресурса, должна подтверждаться результатами обследования состояния металла.

6.5.12. Для определения индивидуального (остаточного) ресурса паропровода при учете совместного действия ползучести и усталости допускается использовать методику, изложенную в разделе 5 РД 10-249-98.

6.4. Определение эквивалентного давления эксплуатации 7. Ревизия опорно-подвесной системы и поверочный расчет на прочность паропровода от совместного действия всех нагружающих факторов