Алгоритм технического диагностирования котлов

Техническое диагностирование котлов пополняется по типовой или индивидуальной программе диагностирования учитывающие эксплуатационные особенности, режимные параметры, ремонтно-восстановительные операции для конкретных объектов. Техническое диагностирование должно проводится по алгоритму, которые позволяют установить прежде всего: возможность дальнейшей эксплуатации; параметры и остаточный ресурс в случае обнаружения дефектов и исчерпание ресурса соответственно; разработка прогноза возможности эксплуатации в том числе после внештатных ситуаций. Техническое диагностирование котлов включает:

1 анализ технической документации, режимов работы, ремонтной документации, способа устранения эксплуатационных дефектов;

2 анализ конструктивных особенностей котла с целью корректировки потенциально опасных элементов;

3 выделение наиболее нагруженных температурно-сопряженных элементов

4 корректировка программы диагностирования;

5 наружно-внутренний осмотр и измерение;

6 НК;

7 в случае выявления дефектов или отклонения, проведение лабораторных исследований;

8 разработка объемов и методов корректирующих мероприятия;

9 гидравлические испытания;

10 разработка экспертного заключения.

Три группы:

1 ознакомительная(связана с анализом структуры последующих действий);

2 НК, либо разрушающие испытания(лабораторные);

3 подтверждение выводов гидравлических испытаний.

При экспертном диагностировании(после отработки расчетного срока службы техническое диагностирование должно проводится с особым контролем потенциальных дефектов, развивающихся дефектов, оценки изменения химических, физико-химических свойств и выбора схемы определения остаточного ресурса). Методы определения остаточного ресурса расчетным методом можно разделить на следующие виды:

1 расчет по коррозии или эрозии элементов котла;

2 расчет по скорости снижения кинетики, механических, химических, прочностных свойств;

3 расчет по количеству пусков-остановок;

4 расчет в условиях ползучести.

При определении остаточного ресурса допускается, что развитие дефектов может вызвать наличие следующих причин:

1 остаточная дефектность материала;

2 геометрическая деградация;

3 изменение механических свойств металла.

Остаточный ресурс необходимо определять по стратегии, при расчете остаточного ресурса необходимо учитывать деградацию, изменения механических свойств, которые должны учитываться при расчете остаточного ресурса. (пример, расчет барабана 1000мм. Размер изменяется, т.е. измерять его овальность, так же изменение механических характеристик материала(придела текучести материала и др.)).

Анализ технической документации проводится с целью определения технологии, конструкции, условия эксплуатации, возможных механизмов образования дефектов в диагностируемом объекте. По результатам данного анализа уточняются представления о наиболее нагруженных потенциально опасных элементах. Изменение конструкции, ремонтных работ с применением сварки влияют на изменение программы диагностирования(т.е. это основной этап ознакомления с объектом).

Наружно внутренний осмотр и диагностирования. Задачей данного этапа является визуальное выявление дефектов наружной поверхности металла. Определение зон дополнительного НК. Оценка необходимости измерения механических или прочностных свойств. Оценка необходимости вырезки образцов. Вырезка образцов должна производится с определенной периодичностью. Определение необходимости проведения ремонтно-восстановительных работ.

Основные дефекты выявляемые при осмотре котла: коррозионные повреждения, образование трещин основного металла или зон термического влияния, эрозионный износ, нарушение вальцовочных (соединение трубных соединений с барабанном) соединений и нарушение герметичности(признаками появления течи могут служить образование солевых отложений или нарушения межкристалитных соединений). Измерению подлежат: овальность цилиндрических элементов, отклонение диаметров цилиндрических объектов, изменение остаточной деформации, размеров вмятин, выпучен, обдулен, измерение отклонений образующей, образование коррозионных повреждений. Овальность цилиндрических элементов определяется по формуле: . Допустимое значение овальности 1%. Овальность обязательно измеряется в барабанах через 500мм, нагибах труб по результатам визуального осмотра. Норма овальности гибов труб составляет 8%. Отклонение диаметра допускается не более 1%. Овальность измеряется на коллекторах, в камерах и трубах при визуальном обнаружении геометрической деградации. Применение отклонений от нижних образующих измеряется в тех же сечениях, что и овальность с помощью натянутой струны, либо оптических средств. Обязательное измерение на барабанах, а по результатам визуального осмотра и на коллекторах. Допуск на отклонение от прямолинейности составляет 10мм на всю длину или 1.5мм на погонный метр. Для вмятин и выпучен определяются длины осей в двух взаимно перпендикулярных осях. Относительный прогиб равен: , где h – глубина дефекта, l – минимальная протяженность дефекта.

Неразрушающий контроль. При техническом диагностировании котлов применяют:

-ультразвуковую толщинометрию барабанов, коллекторов, труб поверхностей нагрева, пароперегревателей трубопроводов в пределе котла.

-капиллярный, магнитопорошковый контроль угловых тавровых соединений, варких штуцеров труб и основного металла размером 100х100мм в водяном объеме барабана на закругления днища кромки лозового отверстия наружной поверхности коллекторов.

-ультразвуковой контроль проводится в местах сварных соединений или наплавок.

-измерение твердости проводится в тех же местах где и толщину.

Исследование физико-химических свойств и структуры металла и сварных соединений. Данное исследование проводится в случае необходимости подтверждения марки изделия, уточнения влияния эксплуатационных факторов на изменение структуры и свойств материала. Химический анализ проводится либо аналитическими методами, либо по средствам стилоскопирования(определение химических элементов по спектру излучаемых при сжигании в закрытом объеме металлов). Механические испытания включают измерение твердости, испытание на ударную вязкость, испытание на загиб, испытание на растяжения. Механические испытания сварных соединений проводится в том числе и около шовной зоны, а в некоторых случаях и для сварного шва. Микроструктура стали выполняется на образцах, либо на подготовленных шлифах. Микроструктура оценивается по бальной системе, критерием является микроповрежденность.

Оценка остаточного ресурса. Проводится по всем диагностическим параметрам с учетом сроков эксплуатации, условий работы, аварийных ситуаций, объем ремонта восстановительных работ. Основным условием дальнейшей эксплуатации является обеспечение статической прочности элементов работающих под внутренним давлением. При изменении структуры выявление дефектов не обеспечивающих статическую прочность при расчетном давлении и температуре дальнейшая эксплуатация котла возможна при снижении давления, замене элементов, либо ремонта. Котлы испытывающие перепад нагрузок более 15% должны рассчитываться на усталость. Снижение механических характеристик стали используются как расчетная величина во всех расчетах на прочность. При снижении рабочего давления необходимо выполнить перерасчет пропускной способностью предохранительных клапанов. Расчетный ресурс служит основой для принятия решения о сроке дальнейшей эксплуатации котла, который не должен превышать 4 лет.