Инструкция по обследованию и технологии ремонта барабанов котлов высокого давления (утв. приказом Министерства энергетики РФ от 30 июня 2003 г. N 268)

Инструкция по обследованию и технологии ремонта барабанов котлов высокого давления
(утв. приказом Министерства энергетики РФ от 30 июня 2003 г. N 268)

1. Общие положения

1.1. Настоящая Инструкция СО 153-34.26.608-2003 составлена с учетом накопленного опыта проведения ремонтных операций, результатов научно-исследовательских работ, опыта эксплуатации отремонтированных барабанов, а также в связи с выходом новых нормативных документов (НД). Применяемые в настоящей Инструкции обозначения указаны в приложении А.

1.2. Настоящая Инструкция распространяется на ремонт барабанов из сталей 16ГНМ, 16ГНМА, 22К, 20К, 20Б, 16М и 15М котлов высокого давления. Возможность ее использования для ремонта барабанов из других материалов определяется экспертной организацией в установленном порядке.

1.3. Решение о проведении ремонта барабана принимает владелец оборудования по результатам контроля, выполненного согласно [1] или другими НТД, либо по результатам внеочередного контроля, который может быть рекомендован экспертной организацией.

1.4. После удаления дефектов проводящая ремонт организация выполняет расчеты на статическую прочность в соответствии с "Методическими рекомендациями по расчету на прочность отремонтированных барабанов котлов высокого давления" (приложение Б), при необходимости - на хрупкую прочность для определения допустимого диапазона температуры гидравлических испытаний с целью исключения хрупкого разрушения - в соответствии с "Методическими рекомендациями по расчетному обоснованию выбора температуры гидравлического испытания барабана после ремонта сваркой" (приложение В), а также на циклическую прочность - в соответствии с "Методическими рекомендациями по расчету циклической долговечности барабанов котлов" (приложение Г).

На основании анализа результатов расчетов принимают решение о возможности дальнейшей эксплуатации барабана при номинальном или пониженном давлении, либо о необходимости восстановления расчетных сечений путем наплавки на поверхность отверстия или (и) обечайки, или (и) днища.

Расчет на циклическую прочность выполняется при обнаружении в барабане трещин любого вида и направления или (и) после отработки барабаном паркового ресурса. Требования о необходимости проведения поверочного расчета на хрупкую прочность для выбора температуры гидравлического испытания барабана после ремонта сформулированы в п. 2.7 приложения В. Расчеты рекомендуется выполнять по методикам, приведенным в приложениях Б-Г.

Допускается выполнять расчет на циклическую прочность в соответствии с [2] в том случае, если выполняются следующие условия:

- общее число циклов не превышает 250;

- повреждения незначительны: глубина и протяженность дефектов (выборок) не превышает 2-5 мм;

- наработка не превышает 250 тыс. ч.

Если в результате расчета по [2] накопленное усталостное повреждение превышает предельно допустимое значение, то выполняется уточненный расчет в соответствии с приложением Г.

В том случае, если при расчете согласно приложению Г накопленное усталостное повреждение также превышает допустимое значение, то проводится численный расчет с использованием фактических данных (результатов измерений) по температурным нагрузкам.

1.5. В настоящей Инструкции содержатся примеры типичных повреждений, обнаруживаемых при контроле барабанов, а также технология ремонта и требования к качеству выполняемых ремонтных работ.

В каждом конкретном случае повреждения барабана на базе настоящей Инструкции составляется производственная технология ремонта, учитывающая характер дефектов и способы их устранения, а также условия сварки и наплавки.

1.6. Производственная технология ремонта разрабатывается на основе настоящей Инструкции с учетом требований [3] и других НД владельцем оборудования или экспертной организацией в установленном порядке. В последнем случае технология ремонта согласовывается с электростанцией.

2. Требования к производственному персоналу

2.1. Сварку и наплавку при ремонте барабанов выполняют квалифицированные сварщики в установленном порядке.

Перед производством сварочных работ на барабане электросварщики проходят специальный инструктаж и отрабатывают технику сварки и наплавки на образцах, имитирующих реальные условия ремонта.

2.2. Удаление поврежденного металла, обработку механическим способом поверхности выборки и отремонтированного участка барабана или сварного соединения выполняют квалифицированные слесари, прошедшие необходимый инструктаж.

2.3. Подогрев при сварке газопламенным способом выполняют газосварщики-газорезчики, а электронагрев при сварке и последующей термической обработке с регистрацией температур выполняют термисты-операторы термических установок, прошедшие специальную подготовку по технике производства этих работ.

2.4. Контроль неразрушающими методами проводят специалисты (дефектоскописты) в установленном порядке.

2.5. Визуальный и измерительный контроль качества металла барабана и его сварных соединений, а также полноты удаления дефектов осуществляют специалисты, имеющие теоретическую и практическую подготовку по визуальному и измерительному контролю, в установленном порядке.

2.6. Подготовка под сварку или наплавку, а также производство сварочных работ осуществляются под надзором руководителя (мастера) по сварке.

3. Виды повреждений барабанов, при которых рассматривается вопрос о необходимости проведения ремонта

3.1. Дефекты в цилиндрической части:

- цепочки язвин, раковины, трещины на поверхности трубных отверстий и прилегающих к ним участках внутренней поверхности барабана (рисунок 1);

- трещины у швов приварки внутрибарабанных устройств (рисунок 2) и в местах удаления сборочных планок.

3.2. Дефекты в днищах:

- трещины у шва приварки пластин для крепления лазового затвора (рисунок 3);

- цепочки язвин, раковины, трещины на внутренней поверхности;

- трещины на поверхности лазового отверстия.

3.3. Дефекты в штуцерах:

- трещины на внутренней поверхности в зоне примыкания к барабану (см. рисунок 1);

- трещины в сварном шве приварки штуцера к барабану (рисунок 4).

3.4. Дефекты в основных (продольных и кольцевых) сварных соединениях барабанов:

- трещины в наплавленном металле и околошовной зоне;

- непровары, шлаковые включения и другие технологические дефекты сварки (рисунок 5)

4. Контроль металла барабанов котлов

4.1. Контроль металла барабанов и их отремонтированных элементов (методы, объем, периодичность) регламентируется [1] и другими НД.

4.2. Требования к персоналу, средствам, методикам проверки и критерии оценки качества указаны в действующей НД на конкретный метод контроля.

4.3. Контроль металла и устранение дефектов проводятся после демонтажа внутрибарабанных устройств и снятия тепловой изоляции барабана в местах проведения работ.

4.4. Места удаления внутрибарабанных устройств и снятия изоляции определяются организацией-исполнителем ремонта совместно с электростанцией в соответствии с необходимым объемом контроля, расположением обнаруженных дефектов и принятой технологией ремонта.

4.5. Удаление внутрибарабанных устройств, приваренных к кронштейнам корпуса барабана, выполняется с помощью газовой резки. При этом длина кронштейнов остается не менее 15 мм. Последующая приварка демонтированных внутрибарабанных устройств производится к этим кронштейнам.

4.6. В случае обнаружения при проведении неразрушающего контроля внутренних дефектов, не выходящих на поверхность основных сварных швов, а также при наличии расслоений и других металлургических дефектов в основном металле барабана, не допустимых по существующим нормам, решение о возможности и условиях работы барабана принимается владельцем оборудования на основании выводов Заключения экспертной организации в установленном порядке.

5. Устранение дефектов

5.1. Дефекты, выявленные на поверхностях обечаек, днищ, трубных и лазовых отверстий, штуцеров, а также в сварных швах барабана, удаляются механическим способом (абразивным инструментом, расточкой, сверловкой и др.). При этом необходимо обеспечить минимальные объемы удаляемого металла при обязательном условии полного удаления обнаруженных дефектов.

В основных сварных швах допускается воздушно-дуговая резка-строжка с последующей механической обработкой абразивным инструментом (шлифмашинкой) поверхности углубления - выборки на глубину не менее 3 мм.

5.2. Шероховатость поверхности после удаления дефектов в трубных отверстиях должна быть мкм; остальных поверхностей мкм.

5.3. Удаление дефектных мест механической обработкой следует выполнять на режимах, не вызывающих нагрева металла до цветов побежалости.

5.4. Места выборки дефектов должны иметь плавные переходы (рисунок 6). В случае, когда удаление дефектов на поверхности отверстий производится расточкой, последняя может выполняться уступами (рисунок 7).

5.5. В период проведения первого контроля кромки трубных отверстий с внутренней стороны должны быть скруглены радиусом 5-7 мм.

5.6. Полнота удаления всех дефектов проверяется методами МПД или ЦД и УЗК, а в сомнительных случаях - травлением 15-20%-ным водным раствором азотной кислоты или 15%-ным раствором персульфата аммония. В сомнительных случаях также рекомендуется контроль качества дна выборки на участке, на который предварительно наплавляется фальшвалик и затем удаляется механическим способом (шлиф-машинкой) заподлицо с поверхностью выборки; контроль выполняется методами ВК (после травления) или МПД, или ЦД.

5.7. После удаления обнаруженных дефектов следует измерить оставшуюся толщину стенки элемента (обечайки, днища, штуцера) в месте выборки. Измерение выполняется ультразвуковым или другим методом, обеспечивающим возможность проведения измерений с точностью не ниже мм.

Если производится расточка отверстия уступами (см. рисунок 7), должны быть измерены диаметры отверстий в пределах каждого уступа и их протяженность (высота) по толщине стенки.

5.8. Перед наплавкой выборок прилегающие к ним зоны шириной не менее 100 мм следует обработать абразивным инструментом до металлического блеска и проверить методом МПД (или ЦД) и УЗК на отсутствие дефектов.

5.9. Если глубина выборки дефекта, обнаруженного на поверхности цилиндрической части барабана, днища или основного сварного шва, превышает 1/3 толщины стенки барабана, то решение о возможности и условиях дальнейшей работы барабана принимается владельцем оборудования на основании выводов и рекомендаций заключения экспертной организации в установленном порядке.

Примечание - Если дефект на поверхности барабана расположен между отверстиями, то вышеназванная процедура осуществляется при глубине выборки, превышающей 20 мм.

6. Материалы, сварочно-термическое оборудование, аппаратура, инструмент

6.1. Материалы, применяемые при ремонте барабанов, должны удовлетворять требованиям действующей НТД.

6.2. Штуцера и втулки для бандажей штуцеров должны изготавливаться из труб или поковок из стали 20 по действующим техническим условиям или отраслевым стандартам.

6.3. Все сварочные электроды должны быть диаметром не более 4 мм, соответствовать [4] и [5]. На электроды должны быть оформлены сертификаты.

Для ручной дуговой сварки и наплавки барабанов следует применять покрытые электроды 2,5-4 мм, а марку электродов выбирать в зависимости от марки стали ремонтируемого барабана:

- для барабанов из сталей 22К, 20К, 20Б, 16М, 15М - электроды типа Э42А (УОНИ-13/45, ЦУ-6) или типа Э50А (УОНИ-13/55, ТМУ-21У, ИТС-4С);

- для барабанов из сталей 16ГНМ и 16ГНМА - электроды типа Э50А марки УОНИ-13/55, ТМУ-21У, ИТС-4С, ЦУ-5, ЦУ-7, ЦУ-8.

Электроды Э42А и Э50А необходимо проконтролировать согласно требованиям [3] на сварочно-технологические свойства; дополнительно наплавка контрольного валика должна быть подвергнута стилоскопированию на отсутствие легирующих элементов в металле.

Перед началом сварки и наплавки электроды подвергаются повторной прокалке. Режим прокалки должен соответствовать указанному на этикетке (маркировке) пачки с электродами, а в случае отсутствия - согласно таблице 1.

Таблица 1 - Режим прокалки электродов, применяемых при ремонте барабанов

Марка электрода	Режим прокалки
	Температура, °С	Время выдержки, ч
ЦУ-5, ЦУ-6, ЦУ-7, ЦУ-8		2,0+0,5
УОНИ-13/45, УОНИ-13/45А, УОНИ-13/55, ТМУ-21У, ИТС-4С		2,0+0,5

После прокалки электроды подвергаются проверке на сварочно-технологические свойства в соответствии с [3] и [4].

6.4. Измерительный контроль поверхностных дефектов, формы выборок и размеров сварных соединений проводится приборами и инструментами, технические характеристики которых даны в НД по визуально-измерительному контролю. При визуальном контроле используются лупы 4-7-кратного увеличения с применением переносного источника света в соответствии с требованиями НД по визуально-измерительному контролю.

6.5. При УЗК и МПД применяют ультразвуковые импульсные дефектоскопы и стационарные, передвижные и переносные дефектоскопы по соответствующим стандартам.

Аппаратура и средства измерений, их чувствительность должны обеспечивать надежное выявление недопустимых дефектов в установленном порядке.

6.6. Твердость основного и наплавленного металла следует измерять переносными твердомерами, обеспечивающими точность измерения согласно техническому паспорту и результатам последней поверки не менее измеряемого значения.

6.7. В качестве источников питания сварочной дуги применяются сварочные преобразователи постоянного тока или сварочные выпрямители с устройством для регулирования сварочного тока в диапазоне 70-200 А.

6.8. В качестве нагревателей для проведения предварительного и сопутствующего подогрева при сварке и наплавке используют газовые горелки различных типов, а также электронагревательные устройства, обеспечивающие выполнение требований, указанных в разделах 7-11 настоящей Инструкции.

6.9. В качестве нагревателей при термообработке барабана применяются установки, обеспечивающие выполнение требований, указанных в разделе 12 настоящей Инструкции.

6.10. Для контроля температуры и скорости нагрева при предварительном и сопутствующем подогреве и при термообработке следует применять самопишущие приборы, характеристики которых соответствуют приведенным в [3].

7. Ремонт штуцеров

7.1. Ремонт штуцеров проводится в случаях, когда выборки, образовавшиеся при удалении дефектов, не являются сквозными. Штуцер со сквозными выборками подлежит замене.

Ремонт может выполняться наплавкой или бандажированием. При сварке используются электроды диаметром 2,5 и 3 мм на режимах тока 75-90 и 90-110 А соответственно.

7.2. Наплавка штуцера.

7.2.1. Наплавка выполняется на наружную поверхность штуцера кольцевыми валиками по всей окружности штуцера с направлением швов от существующего сварного соединения штуцера с барабаном. Каждый последующий валик должен перекрывать предыдущий на 1/3 его ширины. В случае нахождения выборки в зоне металла шва сечение шва усиливается дополнительной подваркой валиками. После выполнения каждого валика удаляются шлак и брызги с поверхностей наплавленного металла и штуцера.

При положении оси штуцера, близком к горизонтальному, каждый валик наплавляется на штуцер в два приема по пол-окружности. При этом сварку следует начинать с нижней части штуцера и заканчивать вверху, обеспечивая качество замков каждого кольцевого валика.

7.2.2. Наплавка должна быть многослойной (количество слоев не менее двух), ширина валика не более 3 и высота не более мм. Общая толщина наплавленного слоя должна составлять 1,5, где - глубина выборки в данном сечении штуцера или суммарно штуцера и шва его приварки к барабану (рисунок 8). Длина наплавленного слоя должна превышать протяженность выборки на 10-15 мм. В процессе наплавки проводится послойный визуальный контроль.

7.2.3. Валики должны быть выполнены с плавным переходом к основному металлу и предыдущему слою наплавленного металла.

7.2.4. Требования к качеству наплавленного металла должны соответствовать нормативам [3] и других НД.

7.3. Бандажирование штуцера.

7.3.1. В качестве бандажа используются втулки, изготовленные из труб или поковок, выполненных из стали 20 по техническим условиям или отраслевым стандартам соответственно. Высота втулки должна быть больше длины выборки по образующей штуцера на 10-15 мм. Толщина стенки втулки должна быть не менее расчетной толщины стенки штуцера.

7.3.2. Бандажирование штуцера можно проводить двумя способами.

По первому способу отрезается приваренная к штуцеру труба, и втулка надевается на штуцер до упора в сварной шов.

По второму способу бандажная втулка разрезается механическим способом по образующей на две половины. Ширина реза должна быть не более 3-4 мм; кромки обеих половин втулки вдоль образующей должны быть обработаны на скос (разделены) для обеспечения полного провара по толщине стенки. Две половины бандажа устанавливаются на штуцере, стягиваются до полного облегания штуцера и свариваются с полным проплавлением по толщине стенки.

Внутренняя поверхность бандажной втулки при ремонте по любому из двух указанных способов должна обрабатываться механически на токарном станке.

7.3.3. Перед бандажированием наружная поверхность штуцера и углового старого шва должна быть обработана абразивным инструментом до металлического блеска.

Примыкающий к угловому старому шву торец втулки должен иметь скошенную кромку на всю толщину стенки для обеспечения полного ее провара.

7.3.4. Бандажная втулка должна быть установлена на штуцер с зазором между втулкой и штуцером до мм.

7.3.5. Бандажная втулка со стороны торцов приваривается сначала к угловому старому шву, а затем к штуцеру (рисунок 9) с обеспечением плавных переходов от кольцевых швов к основному металлу штуцера и угловому старому шву.

7.3.6. Поверхность каждого валика следует очищать от шлака с последующей очисткой металла швов, втулки, штуцера и прилегающих участков основного металла барабана шириной до 100 мм до металлического блеска с удалением брызг металла. Качество сварки при бандажировании проверяется визуально согласно нормативам [3] и других НД.

8. Замена штуцера

8.1. Штуцер отрезают от трубы сначала по монтажному стыку, соединяющему штуцер с трубой, а затем на расстоянии 15-20 мм от наружной поверхности барабана. Удаление штуцера может выполняться кислородной, воздушно-дуговой или плазменно-дуговой резкой с последующей механической обработкой до расстояния 6-7 мм от поверхности барабана. При резке должна быть обеспечена защита поверхности барабана и его трубного отверстия от брызг и капель жидкого металла.

8.2. Кольцевой остаток штуцера в барабане полностью удаляется механическим способом (фрезой, абразивным инструментом и др.). Оставшийся металл старого шва обрабатывается механическим способом на "пенек" высотой 3-4 мм (рисунок 10), либо удаляется полностью.

8.3. Поверхность гнезда под штуцер, остаток шва и наружная поверхность барабана вокруг шва на расстоянии 30 мм от кромки гнезда проверяются методом МПД на отсутствие трещин.

8.4. В случае, если новый штуцер имеет толщину стенки, большую чем демонтированный, то конец штуцера, стыкуемый с трубой, должен быть расточен по внутреннему диаметру до размера внутреннего диаметра трубы, при этом конец штуцера, примыкающий к барабану, должен иметь коническую расточку до диаметра трубного отверстия (рисунок 11).

8.5. Штуцер устанавливают в гнезде барабана с зазорами по диаметру и по высоте 1,0-1,5 мм и скрепляют с барабаном двумя-тремя прихватками высотой 4-5 мм и длиной по 15-20 мм, располагаемыми равномерно по периметру штуцера; для выполнения прихваток следует использовать электроды Э42А или Э50А диаметром 2,5-3 мм. Сварка углового шва проводится многослойным способом электродами диаметром 2,5; 3 и 4 мм на токовые режимы 75-90, 90-110 и 120-160 А соответственно.

8.6. Для штуцеров, внутренний диаметр которых превышает 100 мм, следует применять конструкции, обеспечивающие полный провар сварного соединения (рисунок 12). Допускается применять такую конструкцию соединения также для штуцеров с внутренним диаметром 100 мм и менее.

Примечание - В случае применения конструкции с подкладным кольцом прихватка кольца производится со стороны штуцера. После приварки штуцера кольцо должно быть удалено механическим способом.

8.7. Прихватка и приварка штуцеров к барабану выполняются с предварительным и сопутствующим подогревом. Температура подогрева должна быть для сталей 16ГНМ и 16ГНМА и для сталей 22K, 20К, 20Б, 16М, 15М с наружной и внутренней стороны корпуса барабана на участке вокруг штуцера шириной не менее 150 мм от кромки трубного отверстия.

Температура определяется с помощью термопар, устанавливаемых на стороне, противоположной расположению нагревателя, на границе участка нагрева.

8.8. Приварку штуцеров с целью уменьшения поводок барабана необходимо выполнять от середины к краям барабана с интервалом через штуцер в продольном и поперечном направлениях. Если привариваемые штуцера расположены рядом, то прихватка и приварка последующего штуцера выполняются после полного остывания предыдущего.

8.9. Приварку штуцеров производить валиковыми швами с использованием электродов типов Э42А и Э50А с предварительным и сопутствующим подогревом (см. п. 8.7 настоящей Инструкции). Общее количество валиков должно быть не менее трех (последний валик - "отжигающий" - не должен затрагивать металл барабана). В процессе сварки каждый проход (валик) выполняется за один или два приема в зависимости от положения шва в пространстве. После наплавки каждого валика удаляются шлак и брызги с поверхностей наплавленного металла, штуцера и корпуса барабана и производится зачистка до металлического блеска.

Кратеры каждого валика должны быть заплавлены. Размеры сварного шва приварки штуцера должны соответствовать указанным в чертежах завода-изготовителя.

8.10. После приварки штуцеров должна быть проведена общая или местная термообработка (отпуск) по технологии, изложенной в разделе 12 настоящей Инструкции.

8.11. Штуцера к барабанам из сталей 22K, 20К, 20Б, 16М, 15М допускается приваривать без последующей термообработки. При этом сварка должна выполняться электродами диаметром 2,5-3,0 мм с предварительным и сопутствующим подогревом (см. п. 8.7 настоящей Инструкции) и последующими после сварки термоотдыхе при температуре подогрева в течение 3 ч и медленным охлаждением под слоем теплоизоляции.

8.12. Штуцера к барабанам из сталей 16ГНМ и 16ГНМА допускается приваривать без последующей термообработки при условии, что приварка штуцеров проводится через штуцер в количестве не более 15 шт. (с учетом штуцеров, приваренных в период предыдущих ремонтов).

Сварка должна выполняться электродами диаметром 2,5 и 3,0 мм на токовых режимах 75-90 и 90-110 А соответственно с предварительным и сопутствующим подогревом (см. п. 8.7 настоящей Инструкции). После сварки необходимы термоотдых при температуре подогрева в течение 3 ч и последующее медленное охлаждение под слоем теплоизоляции.

8.13. Допускается приварку штуцеров выполнять изнутри барабана (рисунок 13). При этом должны соблюдаться условия, изложенные в пп. 8.7-8.12 настоящей Инструкции, а технология ремонта должна быть согласована с экспертной организацией в установленном порядке.

8.14. Контроль качества сварки выполняется согласно разделу 13 настоящей Инструкции.

9. Наплавка на поверхность трубного отверстия

9.1. Наплавка на поверхность трубного отверстия проводится в следующих случаях:

- при недопустимом ослаблении выборками сечения в зоне отверстия (или системы отверстий) по данным поверочного расчета на прочность согласно приложению Б;

- если суммарная площадь сечения выборок в поперечных мостиках между отверстиями водоопускных труб при шаге между ними, равном или меньше удвоенного среднего диаметра (по внутренней поверхности), превышает 500 ;

- если при удалении дефектов на поверхности отверстия в зоне примыкания штуцера его торец обнажается более чем на половину толщины стенки (рисунок 14).

Примечание - При суммарной площади выборок на поверхности трубного отверстия более 30% его площади оно растачивается до полного удаления дефекта (это положение не относится к барабанам котлов ПК-10 и ПК-14, а также к трубным отверстиям, в которые производится установка новых штуцеров с приваркой изнутри барабана согласно п. 8.13 настоящей Инструкции).

9.2. Наплавка на поверхность трубного отверстия барабана выполняется с предварительным и сопутствующим местным подогревом. Температура подогрева должна составлять для стали марок 16ГНМА и 16ГНМ и для стали марок 22K, 20К, 20Б, 16M, 15М на участке вокруг трубного отверстия шириной не менее 150 мм от его кромки.

Температура определяется с помощью термопар, устанавливаемых на стороне, противоположной расположению нагревателя, на границе участка нагрева.

Наплавка отверстий производится непрерывно. В случае перерывов в работе температура нагрева места ремонта не должна быть ниже минимальной температуры подогрева при сварке.

9.3. Наплавка на поверхность трубного отверстия может выполняться как ручной дуговой сваркой электродами типа Э42А или Э50А (в зависимости от марки стали барабана) диаметром 2,5 и 3,0 мм на режимах тока 75-90 и 90-110 А соответственно, так и автоматической сваркой под слоем флюса АН-60 с применением проволоки Св-08Г2С диаметром 1,4-2,0 мм.

Наплавка проводится кольцевыми валиками с перекрытием предыдущего на 1/3 ширины валика.

При глубине выборки на поверхности отверстия не более 20 мм и длине не более 50 мм наплавка может быть местной (ограниченной зоной выборки), с выходом концов валиков на 10-15 мм за границы выборки. Наплавка предварительно проточенных отверстий проводится по всему периметру не менее чем в три слоя на подкладном кольце, которое после наплавки удаляется (рисунок 15). Однослойная наплавка не допускается.

9.4. Наплавка должна быть многослойной до получения размера наплавленного отверстия после расточки на 4-6 мм меньше номинального.

Локальная наплавка должна обрабатываться заподлицо с поверхностью отверстия.

После наплавки каждого слоя проводится визуальный контроль. Трещины, поры, подрезы и незаплавленные кратеры не допускаются.

9.5. После наплавки трубных отверстий должна быть проведена общая или местная термообработка (отпуск) барабана по технологии, изложенной в разделе 12 настоящей Инструкции.

9.6. Наплавка трубных отверстий барабана из стали марок 22К, 20К, 20Б, 16М, 15М может проводиться без последующей термообработки, но с предварительным и сопутствующим подогревом в соответствии с п. 9.2 настоящей Инструкции. После наплавки должны выполняться термоотдых с выдержкой в течение 3 ч при температуре сопутствующего подогрева и последующее медленное охлаждение под слоем теплоизоляции.

9.7. Наплавку трубных отверстий барабанов из стали марок 16ГНМ и 16ГНМА допускается производить без последующей термообработки. Наплавка может выполняться как автоматической сваркой под слоем флюса АН-60 проволокой Св-08Г2С диаметром 1,4-2,0 мм, так и ручной дуговой сваркой электродами диаметром 2,5-3,0 мм на режимах тока согласно п. 9.3 настоящей Инструкции с предварительным и сопутствующим подогревом и последующими после сварки термоотдыхом при температуре подогрева (см. п. 9.2) в течение 3 ч и медленным охлаждением под слоем теплоизоляции. При этом продольный шаг между соседними наплавленными отверстиями должен быть не менее 600 мм, а шаг по окружности - не менее 400 мм. Допускается наплавка групп из двух-трех рядом расположенных отверстий при расстоянии между границами групп не менее 1200 мм.

9.8. Наплавка отверстий без последующей термообработки по пп. 9.6 и 9.7 настоящей Инструкции может проводиться при условии, что твердость основного металла на участке наплавки, измеренная до выполнения наплавочных работ, должна быть не более НВ180 для барабанов из стали марок 22К, 20К, 20Б, 16M, 15М и НВ200 для барабанов из стали марок 16ГНМ и 16ГНМА.

Примечание - В случае, когда твердость основного металла на участке наплавки превышает вышеуказанные значения, возможность и условия наплавки отверстий без последующей термообработки определяются экспертной организацией в установленном порядке.

9.9. По согласованию с экспертной организацией восстановление рабочих сечений допускается производить без последующей термообработки путем автоматической наплавки на поверхность трубного отверстия по технологии, позволяющей производить ремонт как с полной или частичной заменой штуцеров, так и без демонтажа штуцеров (рисунок 16).

9.10. Контроль качества наплавки должен проводиться согласно разделу 13 настоящей Инструкции.

9.11. Наплавленное отверстие должно быть обработано до диаметра на 4-6 мм меньше указанного в заводском чертеже. Допускается расточка (обработка) трубного отверстия до проведения термообработки.

10. Наплавка на поверхность барабана котла

10.1. Наплавка выборок в основном металле, продольных и кольцевых швах проводится с предварительным и сопутствующим местным подогревом. Температура подогрева должна составлять для сталей 16ГНМ и 16ГНМА и для сталей 22К, 20К, 20Б, 16М, 15М на участке, превышающем зону наплавки на 150 мм с каждой стороны.

Температура определяется с помощью термопар, устанавливаемых на стороне, противоположной расположению нагревателя, на границе участка нагрева.

10.2. Наплавка должна быть многослойной (не менее трех слоев) с использованием электродов диаметром 2,5 и 3 мм (первые два слоя) на токовых режимах 75-90 и 90-110 А соответственно, и электродов диаметром 3 и 4 мм (последующие слои) на режимах тока соответственно 90-110 и 120-160 А при ручной дуговой сварке до получения толщины стенки барабана, превышающей номинальную на 3-5 мм.

Наплавка должна выполняться без перерывов в работе. В виде исключения допускаются перерывы в работе при условии поддержания температуры сопутствующего подогрева в соответствии с п. 10.1 настоящей Инструкции.

10.3. Многослойную наплавку широких выборок, ширина которых превышает половину их длины, рекомендуется выполнять послойно во взаимно перпендикулярных направлениях (рисунок 17).

Для узких выборок наплавку следует выполнять путем облицовки ее поверхности (наплавка на свободную поверхность), как показано на рисунке 18, с последующим заполнением центральной оставшейся части выборки в виде стыкового шва.

Каждый последующий валик должен перекрывать предыдущий на 1/3 его ширины. Заполнение выборки проводится с обеспечением выпуклости шва высотой 3-5 мм, которая после окончания сварки удаляется механическим способом.

При этом облицовку длинных (более 1000 мм) выборок следует начинать от середины к концам.

В процессе наплавки осуществляется визуальный контроль каждого наплавленного валика. Трещины, поры, подрезы, незаправленные кратеры не допускаются.

10.4. После наплавки выборок (в основном металле, продольных и кольцевых сварных швах) должна быть проведена общая или местная термообработка (отпуск) барабана по технологии, изложенной в разделе 12 настоящей Инструкции.

10.5. Допускается наплавка выборок без последующей термообработки. Наплавка при ручной дуговой сварке должна выполняться электродами диаметром 2,5-3,0 мм (режимы тока согласно п. 10.1 настоящей Инструкции) с предварительным и сопутствующим подогревом при глубине выборок не более 35% толщины стенки и объеме до 400 для барабанов из сталей 16ГНМ и 16ГНМА и до 900 - для барабанов из сталей 22К, 20К, 20Б, 16М, 15М.

После наплавки необходимо осуществить выдержку в течение 3 ч при температуре сопутствующего подогрева и последующее медленное охлаждение под слоем теплоизоляции.

В случае, когда объемы выборок превышают указанные ограничения, технология ремонтной сварки без термообработки должна согласовываться с экспертной организацией в установленном порядке.

10.5.1. При наплавке выборок без последующей термообработки количество наплавляемых участков на каждой обечайке и в продольных и кольцевых швах не ограничено при условии, что расстояние между границами соседних наплавок не менее трехкратной длины наибольшей выборки, но не менее 400 мм для барабанов из сталей 22К, 20К, 20Б, 16М, 15М и не менее 1000 мм - для барабанов из сталей 16ГНМ и 16ГНМА.

10.5.2. Наплавка без последующей термообработки допускается при условии, что для каждой пары выборок, расположенных друг от друга на расстоянии менее 600 мм для барабанов из сталей 22К, 20К, 20Б, 16M, 15М и менее 1400 мм - для барабанов из сталей 16ГНМ и 16ГНМА, общий объем наплавленного металла не превышает 300 при максимальной глубине выборок не более 35% толщины стенки барабана.

Примечание - Расстояние определяется с учетом наплавок, выполненных в период предыдущих ремонтов.

10.6. Наплавка выборок без последующей термообработки по п. 10.5 настоящей Инструкции может проводиться при условии, что твердость основного металла на участке наплавки, измеренная до выполнения наплавочных работ, будет не более НВ180 для барабанов из сталей 22К, 20К, 20Б, 16М, 15М и НВ200 для барабанов из сталей 16ГНМ, 16ГНМА. Твердость наплавленного металла должна быть не более НВ240.

10.7. После окончания наплавки вся ее поверхность обрабатывается абразивным кругом заподлицо с основным металлом барабана, и производится контроль качества металла согласно разделу 13 настоящей Инструкции.

11. Приварка деталей внутрибарабанных устройств

11.1. При необходимости удаления отдельных кронштейнов крепления внутрибарабанных устройств к корпусу барабана из-за трещин в швах ремонтная организация или организация, выполняющая контроль (диагностирование), прорабатывает возможность крепления деталей внутрибарабанных устройств механическим путем.

11.2. При невозможности крепления отдельных деталей внутрибарабанных устройств механическим путем их приварка может проводиться без последующей термообработки, но с предварительным и сопутствующим подогревом. Температура подогрева должна составлять для сталей 16ГНМ и 16ГНМА и для сталей 22К, 20К, 20Б, 16М, 15М на участке шириной не менее 150 мм от сварного шва в обе стороны.

При этом после сварки необходимо осуществить выдержку в течение 3 ч при температуре сопутствующего подогрева и последующее медленное охлаждение под слоем теплоизоляции.

Температура определяется с помощью термопар, устанавливаемых на стороне, противоположной расположению нагревателя на границе нагрева.

11.3. Приварка деталей внутрибарабанных устройств к телу барабана выполняется со сквозным проваром двусторонним швом катетом не менее 6 мм; сварка выполняется электродами диаметром 2,5-3,0 мм. Количество валиков с каждой стороны должно быть не менее трех. Последний валик с каждой стороны должен быть отжигающим и не затрагивать основной металл барабана.

Примечание - По согласованию с экспертной организацией допускается приварка деталей внутрибарабанных устройств к телу барабана высоконикелевыми аустенитными электродами.

11.4. После приварки деталей внутрибарабанных устройств швы зачищаются и проверяются визуально на отсутствие трещин и других дефектов (пор, подрезов и др.).

Прилегающая к шву зона основного металла барабана шириной 20 мм проверяется методом МПД (или ЦД) на отсутствие трещин.

12. Термообработка после сварки и наплавки

12.1. Термообработка может выполняться посредством общего или местного нагрева барабана.

12.2. Перед проведением термообработки барабан должен быть покрыт тепловой изоляцией.

12.3. Местная термообработка после наплавки отверстий барабана или выборок в основном металле, продольных и кольцевых швах проводится по кольцу цилиндрической части барабана. Ширина термообрабатываемого кольца должна перекрывать зону ремонта с применением сварки не менее чем на 250 мм с каждой стороны.

Местная термообработка по кольцу цилиндрической части барабана проводится при расположении мест наплавки на расстоянии более 500 мм от кольцевого шва приварки днища. При расположении мест наплавки на расстоянии менее 500 мм от кольцевого шва приварки днища до ближайшей границы наплавки на цилиндрической поверхности барабана или на самом днище термообработка должна производиться по кольцу цилиндрической части барабана совместно с днищем.

12.4. Термообработка проводится по следующему режиму:

- подъем температуры со 150-200 до 620-650°С для сталей 16ГНМ и 16ГНМА и со 120-150 до 600-630°С для сталей 22К, 20К, 20Б, 20, 16М, 15М со скоростью 40-50°С/ч, выдержка при этой температуре в течение 5 ч и затем охлаждение со скоростью 20-30°С/ч до температуры 150°С. После охлаждения до температуры 40-50°С можно снять теплоизоляцию и нагреватели.

12.5. По согласованию с экспертной организацией допускается проведение термообработки при температуре 520-575°С с общим нагревом барабана сторонним паром.

Металл всех обечаек и днищ барабанов из сталей 16ГНМ и 16ГНМА, подвергаемых указанной термообработке, должен удовлетворять условию стойкости против отпускной хрупкости, которое должно быть подтверждено испытаниями на ударную вязкость металла вырезки ("пробки") из барабана после проведения термообработки. Место вырезки "пробки" определяют по максимальному интегральному (фактическому) содержанию фосфора, марганца и кремния в обечайках и днищах барабана из соотношения: , где i - номер конкретной обечайки или днища барабана.

Необходимые для осуществления термообработки сторонним паром проектные и организационные проработки проводятся экспертной организацией в соответствии с приложением Д.

12.6. Контроль температуры в процессе проведения термообработки должен осуществляться по показаниям термопар, прикрепленных к барабану с наружной и внутренней сторон (рисунок 19). Регистрация температуры осуществляется самопишущим прибором. Погрешность измерения температуры с учетом погрешности показаний самопишущего прибора должна составлять не более .

12.7. Термопары, расположенные со стороны нагревательного устройства, должны быть изолированы от прямого воздействия на них теплового потока нагревательного устройства.

12.8. Перепад температур по толщине стенки барабана при проведении термообработки не должен превышать 30°С, а значение температуры любой термопары должно быть в пределах 620-650°С для сталей 16ГНМ и 16ГНМА и 600-630°С для сталей 22К, 20К, 20Б, 16M, 15М. Перепад температур по образующей барабана от границы термообрабатываемого участка в необогреваемую сторону должен быть не более 100°С на 100 мм длины.

Разность температур при термообработке днища между точками у лаза и кольцевого шва днища не должна превышать 80°С.

12.9. При проведении термообработки должна быть обеспечена возможность свободного теплового расширения барабана.

12.10. Результаты регистрации показаний термопар, акт проверки измерительных устройств и правильности их показаний являются отчетным документом по выполнению заданных режимов термообработки.

13. Контроль и приемка барабана из ремонта

13.1. В процессе проведения ремонта осуществляется пооперационный контроль за выполнением технологических требований на ремонтные работы.

13.2. Участки с выборками металла проверяются на отсутствие резких переходов, острых углов и чистоту поверхности.

Полнота выборки дефектов должна подтверждаться контролем всей поверхности выборок методом МПД или ЦД.

13.3. После выполнения сварочных и наплавочных работ осуществляется визуальный контроль всей поверхности вновь наплавленного металла, а также прилегающей зоны основного металла шириной не менее 100 мм. Контролируемые участки предварительно обрабатываются (зачищаются) абразивными инструментами до металлического блеска ( мкм для трубных отверстий и мкм для остальных поверхностей).

13.4. Все места, подвергавшиеся выборке металла, отремонтированные сварные соединения и места ремонтной наплавки металла, включая примыкающую зону шириной не менее 100 мм от кромки шва, проверяются методами МПД (или ЦД) и УЗК на отсутствие поверхностных и внутренних дефектов.

13.5. Перед проведением наплавочных работ контролируется твердость основного металла в зоне выборок дефектов не менее чем в трех контрольных точках каждой выборки. После ремонта контролируется твердость наплавленного металла не менее чем в трех точках каждой ремонтной наплавки.

Твердость основного металла на участке наплавки, измеренная до выполнения наплавочных работ, должна быть не более НВ180 для барабанов из сталей 22К, 20К, 20Б, 16М, 15М и не более НВ200 для барабанов из сталей 16ГНМ и 16ГНМА.

Твердость металла, наплавленного на поверхность трубных отверстий и корпуса барабана, включая основные сварные соединения, должна составлять не более НВ240.

13.6. Сборка внутрибарабанных устройств проводится после гидравлического испытания.

Разрешается частичная сборка внутрибарабанных устройств перед гидравлическим испытанием в местах, где они не будут мешать повторному осмотру после гидроиспытания.

13.7. При положительных результатах послесварочного контроля проводят гидроиспытание барабана пробным давлением в соответствии с требованиями Правил Госгортехнадзора России и с учетом следующих дополнительных требований:

- температура воды при гидроиспытании должна составлять не ниже 40°С;

- температура окружающего воздуха должна быть не ниже 0°С;

- давление поднимают последовательными ступенями (0,5; 0,75; 1,0; 1,25 от рабочего) с последующей разгрузкой после каждой ступени до нуля;

- при больших объемах ремонтной наплавки температуру воды при гидроиспытаниях следует определять в соответствии с приложением В.

13.8. После гидроиспытания все отремонтированные участки проверяются визуально. Участки наплавленного металла дополнительно (повторно) контролируют методами МПД и УЗК.

13.9. Техническая документация на ремонт барабана составляется в соответствии с требованиями действующих НД.

14. Меры техники безопасности

При выполнении работ по ремонту барабана должны соблюдаться требования правил техники безопасности и пожарной безопасности согласно действующим НД.

Список использованной литературы

1.	Типовая инструкция по контролю металла и продлению срока службы основных элементов котлов, турбин и трубопроводов тепловых электростанций. Сер. 10. Вып. 30 (РД 10-577-03). - М.: ГУП "НТЦ" "Промышленная безопасность", 2003.
2.	Нормы расчета на прочность стационарных котлов и трубопроводов пара и горячей воды (РД 10-249-98). - М.: АООТ "НПО ЦКТИ", 1999.
3.	Сварка, термообработка и контроль трубных систем котлов и трубопроводов при монтаже и ремонте энергетического оборудования (РД 153-34.1-003-01) (РТМ-1с). - М.: ПИО ОБТ, 2001.
4.	ГОСТ 9466-75. Электроды покрытые металлические для ручной дуговой сварки сталей и наплавки. Классификация и общие технические условия.
5.	ГОСТ 9467-75. Электроды покрытые металлические для ручной дуговой сварки конструкционных и теплоустойчивых сталей. Типы.
6.	Нормы расчета на прочность оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок - ПНАЭ Г-7-002-86: Утв. Госком СССР по использованию атомной энергии и Госком СССР по надзору за безопасным ведением работ в атомной энергетике 01.07.87 г.