Механическим испытаниям подвергают контрольные стыковые сварные швы с целью проверки соответствия их механических свойств требованиям Правил. Обязательными видами механических испытаний являются испытания на статическое растяжение, статический изгиб или сплющивание и ударный изгиб.
Качество сварных соединений считается неудовлетворительным, если в них при любом виде контроля будут обнаружены внутренние или наружные дефекты, выходящие за пределы норм, установленных правилами, техническими условиями на изготовление изделия и инструкциями по сварке и контролю сварных соединений.
В сварных соединениях сосудов и их элементов не допускаются следующие дефекты:
трещины всех видов и направлений, расположенные в металле шва, по линии сплавления и в околошовной зоне основного металла, в том числе микротрещины, выявляемые при микроисследовании контрольного образца;
непровары (несплавления) в сварных швах, расположенные в корне шва или по сечению сварного соединения (между отдельными валиками и слоями шва и между основным металлом и металлом шва);
подрезы основного металла, поры, шлаковые и другие включения, размеры которых превышают допустимые значения, указанные в нормативной документации;
наплывы (натеки);
незаваренные кратеры и прожоги;
свищи;
смещение кромок свыше норм, предусмотренных Правилами.
Качество сварных соединений считается неудовлетворительным, если в них при любом виде контроля будут обнаружены внутренние или наружные дефекты, выходящие за пределы норм, установленных Правилами и техническими условиями.
Результаты контроля сварных соединений фиксируются в соответствующих документах (журналах, картах и др.).
Материалы, применяемые для изготовления сосудов, должны обладать хорошей свариваемостью, прочностными и пластическими характеристиками, обеспечивать их надежную работу в течение расчетного срока службы с учетом заданных условий эксплуатации (расчетное давление, минимальная отрицательная и максимальная расчетные температуры), состава и характера среды (коррозионная активность, взрывоопасность, токсичность и др.) и влияния температуры окружающего воздуха.
При выборе материалов для сосудов, предназначенных для установки на открытой площадке или в неотапливаемых помещениях, должна учитываться абсолютная минимальная температура наружного воздуха для данного района, если температура стенки сосуда может стать отрицательной от воздействия окружающего воздуха.
Изготовление, реконструкция, монтаж, наладка и ремонт сосудов и их элементов должны проводиться специализированной организацией по технологии, разработанной заводом-изгвтовителем, монтажной или ремонтной организацией до начала выполнения работ. Правилами предъявляются требования к методам изготовления, допускам, технологии сварки и сварочным материалам, термической обработке и контролю сварных соединений, гидравлическому (пневматическому) испытанию и др.
Гидравлическому испытанию подлежат все сосуды после их изготовления. Сосуды, транспортируемые на место монтажа частями, подвергаются гидравлическому испытанию на месте установки.
Гидравлическое испытание сосудов, за исключением литых, должно проводиться пробным давлением Рп, определяемым по формуле
где Р - расчетное давление сосуда, МПа; [б]20 и [б]t - до пустимые напряжения для материала сосуда или его элементов соответственно при 20 °С и расчетной температуре t, МПа. Отношение [б]20/[б]t принимается по материалу элементов (обечаек, днищ, фланцев, крепежа, патрубков и др.) сосуда, для которого оно является наименьшим.
Гидравлическое испытание сосудов и деталей должно проводиться пробным давлением, вычисляемым по формулам:
изготовленных из литья
изготовленных из неметаллических материалов с ударной вязкостью более 20 Дж/см2
изготовленных из неметаллических материалов с ударной вязкостью 20 Дж/см2 и менее
Для гидравлического испытания сосудов должна применяться вода с температурой не ниже 5 и не выше 40 °С, если в технических условиях не указано конкретное значение температуры.
Давление при проведении гидравлического испытания следует повышать плавно с определенной скоростью, которая указана в технической документации. Использование сжатого воздуха или другого газа для подъема давления не допускается. Давление при испытании должно контролироваться двумя манометрами одного типа, предела измерения, одинаковых классов точности и цены деления.
Продолжительность выдержки сосуда под пробным давлением устанавливается разработчиком или в соответствии со значениями, приведенными в табл. 3.10.
Таблица 3.10
Продолжительность выдержки сосудов под пробным давлением
|
Толщина стенки сосуда, мм |
Время выдержки, мин |
|
|
До 50 |
10 |
|
|
Свыше 50 до 100 |
20 |
|
|
Свыше 100 |
30 |
|
|
Для литых неметаллических и многослойных сосудов независимо от толщины стенки |
60 |
После выдержки давление медленно снижается до расчетного, при котором производят осмотр наружной поверхности сосуда, всех его разъемных и сварных соединений.
Сосуд считается выдержавшим гидравлическое испытание, если не обнаружено: течи; трещин; слезок; потения в сварных соединениях и в основном металле; течи в разъемных соединениях; видимых остаточных деформаций или падения давления по манометру.
Для управления работой и обеспечения безопасных условий эксплуатации сосуды в зависимости от назначения оснащают запорной и запорно-регулирующей арматурой, приборами для измерения давления и температуры, предохранительными устройствами и указателями уровня жидкости.
Запорная и запорно-регулирующая арматура устанавливаются на штуцерах, непосредственно присоединенных к сосуду, или на трубопроводах, подводящих и отводящих из него рабочую среду. Арматура должна иметь следующую маркировку: наименование или товарный знак изготовителя; условный проход, мм; условное давление, МПа; направление потока среды и марку материала корпуса.
Сосуды для взрывоопасных, пожароопасных, токсичных веществ 1-го и 2-го классов опасности, а также испарители с огневым или газовым обогревом должны иметь на подводящей линии от насоса или компрессора обратный клапан, автоматически закрывающийся давлением из сосуда. Обратный клапан устанавливают между насосом (компрессором) и запорной арматурой сосуда.
Каждый сосуд и самостоятельные полости с разными давлениями снабжают манометрами прямого действия, установленными на штуцере сосуда или трубопроводе между ним и запорной арматурой.
Манометры должны иметь класс точности не ниже 2,5 при рабочем давлении сосуда до 2,5 МПа и 1,5 - при рабочем давлении выше 2,5 МПа. Шкала приборов должна быть такой, чтобы предел измерения рабочего давления находился во второй ее трети.
На шкале манометров владелец сосуда наносит красную черту, указывающую рабочее давление. Взамен красной черты разрешается прикреплять к корпусу манометра металлическую пластинку, окрашенную в красный цвет и плотно прилегающую к стеклу манометра.
Поверка манометров с их опломбированием или клеймением производится не реже одного раза в 12 мес. Кроме того, не реже одного раза в 6 мес. владельцем сосуда должна производиться дополнительная проверка рабочих манометров контрольным манометром с записью результатов в журнал контрольных проверок.
Рис. 3.13 Устройство малоподъемного пружинного предохранительного клапана: 1 - колпак; 2 - резьбовая втулка; 3 - пружина; 4 - крышка; 5 - корпус; б - золотник
Каждый сосуд снабжается предохранительными устройствами для защиты от повышения давления выше допустимого значения.
В качестве предохранительных устройств могут использоваться: пружинные и рычажно-грузовые предохранительные клапаны; импульсные предохранительные устройства, состоящие из главного предохранительного клапана и управляющего импульсного клапана прямого действия; предохранительные устройства с разрушающимися мембранами (мембранные предохранительные устройства)и др.
Наиболее простыми по устройству являются пружинные (рис. 3.13) и рычажно-грузовые (рис. 3.14) предохранительные клапаны.
Рис. 3.14 Устройство рычажно-грузового предохранительного клапана: 1 -- шток; 2 -- рычаг; 3 -- комплект грузов; 4 - крышка; 5 - корпус; 6 - золотник
При повышении давления в аппарате или трубопроводе клапаны сбрасывают часть рабочей среды в атмосферу (непосредственно или через поглотительное устройство). После снижения давления до нормы предохранительные клапаны автоматически закрываются.
Установка рычажно-грузовых клапанов на передвижных сосудах не допускается.
Количество предохранительных клапанов, их размеры и пропускная способность должны быть выбраны по расчету так, чтобы в сосуде не создавалось давление, превышающее избыточное рабочее давление более чем на 0,05 МПа для сосудов с давлением до 0,3 МПа включительно, на 15% - для сосудов с давлением до 6,0 МПа и на 10% - для сосудов с давлением свыше 6,0 МПа.
Предохранительные устройства устанавливают на патрубках или трубопроводах, непосредственно присоединенных к сосуду, и в местах, доступных для их обслуживания.
Установка запорной арматуры между сосудом и предохранительным устройством, а также за ним не допускается.
Мембранные предохранительные устройства устанавливаются в следующих случаях:
вместо рычажно-грузовых и пружинных предохранительных клапанов, когда эти клапаны в рабочих условиях конкретной среды не могут быть использованы вследствие их инерционности или других причин;
перед предохранительными клапанами в случаях, когда они не могут надежно работать вследствие вредного воздействия рабочей среды (коррозия, эрозия, полимеризация, кристаллизация, прикипание, примерзание) или возможных утечек через закрытый клапан взрыво- и пожароопасных, токсичных, экологически вредных и т.п. веществ;
параллельно с предохранительными клапанами для увеличения пропускной способности систем сброса давления;
¦ на выходной стороне предохранительных клапанов для предотвращения вредного воздействия рабочих сред со стороны сбросной системы и для исключения влияния колебаний противодавлений со стороны этой системы на точность срабатывания предохранительных клапанов.
К основным типам предохранительных мембран относятся разрывные, хлопающие, ломающиеся, срезные, отрывные и специальные (рис. 3.15).
Предохранительные мембраны маркируют, при этом маркировка не должна оказывать влияние на точность срабатывания мембран. В маркировке указывается: наименование (обозначение) или товарный знак изготовителя, номер партии мембран, тип, условный и рабочий диаметры, материал, минимальное и максимальное давление срабатывания мембран при заданной температуре и при температуре 20 °С.
Рис. 3.15 Основные типы предохранительных мембран: а - разрывная; б - хлопающая; в, г - ломающаяся; д - срезная; е - отрывная; ж - специальная
При необходимости контроля уровня жидкости в сосудах применяют указатели уровня, а также звуковые, световые и другие сигнализаторы и блокировки по уровню.
На каждом указателе уровня жидкости отмечают допустимые верхний и нижний уровни. Высота прозрачного указателя уровня жидкости должна быть не менее чем на 25 мм соответственно ниже нижнего и выше верхнего допустимых уровней жидкости. При применении в указателях уровня стекла или слюды для защиты персонала при их разрыве предусматривают защитное устройство.
3.3.3 Требования к установке, регистрации и техническому освидетельствованию стационарных сосудов, работающих под давлением
Стационарные сосуды, работающие под давлением, устанавливают на открытых площадках в местах, исключающих скопления людей, или в отдельно стоящих зданиях. Не разрешается установка регистрируемых в органе технадзора сосудов в жилых, общественных, бытовых зданиях, в примыкающих к ним помещениях.
Они могут размещаться в помещениях, примыкающих к производственным зданиям, отделенных от здания капитальной стеной; в производственных помещениях в случаях, предусмотренных отраслевыми правилами безопасности; с заглублением в грунт при условии обеспечения доступа к арматуре и защиты стенок сосуда от почвенной коррозии и коррозии блуждающими токами.
При любой установке сосудов должна обеспечиваться возможность осмотра, ремонта и очистки их с внутренней и наружной сторон. Для удобства обслуживания сосудов необходимо устраивать площадки и лестницы. Для осмотра и ремонта их могут также использоваться люльки или другие приспособления.