Утверждена приказом
Председателя Комитета по государственному энергетическому надзору Министерства энергетики и минеральных ресурсов
Республики Казахстан от «24»декабря 2009 года
№116-П
Инструкция по контролю и продлению срока службы металла основных элементов турбин и компрессоров энергетических газотурбинных установок
1. Общие положения
1.1. Настоящее Руководство регламентирует порядок, методы, объем, зоны, периодичность для разных режимов и организационную структуру эксплуатационного контроля за состоянием металла деталей действующих ГТУ (эксплуатирующихся и ремонтирующихся в соответствии с нормативами предприятий-изготовителей ГТУ) в пределах установленного ресурса, а также после аварий и при продлении срока их службы сверх установленного.
Все вопросы, относящиеся к функциональной надежности агрегата, реконструкции, модернизации, организация, эксплуатирующая ГТУ, решает с предприятием-изготовителем отдельно до момента продления ресурса металла ГТУ.
Контроль проводится с целью выявления дефектов (трещин, коррозионно-эрозионных язвин, зон перегревов в виде цветов побежалости, сколов, отшелушивания защитных покрытий и др.) в деталях и узлах энергооборудования ГТУ и обеспечения надежной эксплуатации до проведения очередного контроля.
1.2. Ресурс стационарных ГТУ, в том числе в составе ПГУ, принимается в соответствии с ГОСТ, по нему обеспечиваться режимы работы в соответствии с классами использования, указанными в таблице 1.
Таблица 1 – Режим работы стационарных ГТУ
Класс использования
|
Время работы, ч/год
|
Число пусков, пуск/год
|
Пиковый режим
|
Свыше 500 до 2000 вкл.
|
Свыше 200 до 500 вкл.
|
Полупиковый режим
|
Свыше 2000 до 6000 вкл.
|
Свыше 100 до 200 вкл.
|
Базовый режим
|
Свыше 6000
|
Не более 100
|
Ресурс ГТУ в соответствии с ГОСТ должен быть не менее указанных в таблице 2.
Таблица 2 – Ресурс работы стационарных ГТУ
Ресурс
|
Режим работы
|
базовый
|
пиковый
|
Средний между капитальными ремонтами
|
Не менее 25000 ч
|
1000 пусков или 4000 ч работы под нагрузкой
|
До снятия
|
100000ч
|
5000 пусков
|
В технических условиях для ГТУ каждого типа указан ограниченный ресурс для некоторых базовых узлов и деталей (например, лопаток, жарового узла камер сгорания и др.). Эти детали имеют срок службы не менее ресурса между капитальными ремонтами или кратный ему.
1.3. При эксплуатации металл контролируется в основном во время плановых остановок оборудования ГТУ. Как и для паровых турбин, он проводится силами аттестованных лабораторий металлов или службы металлов, ремонтных, специализированных предприятий.
При диагностировании оборудования ГТУ допускается применение новых методов и средств неразрушающего контроля, не указанных в настоящем Руководстве, после их утверждения в установленном порядке.
1.4. Если результаты контроля подтвердят, что состояние основного и наплавленного металла, а также защитных антикоррозионных и термобарьерных покрытий удовлетворяет требованиям настоящего Руководства и действующей нормативной документации - детали и элементы оборудования считаются пригодными к дальнейшей эксплуатации.
1.5. При неудовлетворительных результатах контроля для отдельных ответственных деталей или узлов, для анализа и дополнительного исследования металла привлекаются предприятие-изготовитель и научно-исследовательские организации. При этом рассматриваются результаты контроля за все время эксплуатации поврежденных деталей или узлов (акты) и другие необходимые документы, анализируются все случаи однотипных повреждений, при необходимости составляется программа исследования, разработанная одной из организаций или совместно перечисленными организациями в соответствии с нормативной документацией.
1.6. При плановом ремонте ГТУ в самом его начале при назначении объема контроля учитывается температурно-временной режим эксплуатации.
При резком повышении температуры газов выше допустимых, согласно инструкции предприятия-изготовителя ГТУ, проводится внеочередной контроль лопаточного аппарата и других деталей и элементов горячего тракта.
В действующих агрегатах не допускается нагрев выше 1200 °С (3 мин и более) лопаток первых ступеней, выполненных из литых никелевых сплавов, и выше 900 °С (3 мин и более) - выполненных из деформируемых сплавов (штампованные лопатки). При достижении указанных температур металл разупрочняется, его прочностные характеристики не удовлетворяют требованиям ТУ и возможно разрушение лопаток. При этом останавливают турбину для проведения дефектоскопии и исследования металла лопаток.
1.7. Визуальному контролю подлежат 100 % деталей оборудования. При необходимости можно использовать лупы, эндоскопы и другие оптические средства.
Специальному контролю подлежат элементы энергооборудования ГТУ (лопатки, диски и др.), работающие в режимах, которые могут вызывать возникновение и развитие процессов ползучести, окалинообразования, коррозии, эрозии, усталости, термоусталости. А также изменение структуры и механических свойств под воздействием высоких температур и напряжений, и элементы (корпуса цилиндров, обоймы турбин, коллекторы и др.), работающие в режимах, при которых под влиянием теплосмен протекают процессы коробления вследствие накопления остаточной деформации.
1.8. Работа каких-либо деталей газовых турбин с трещинами не разрешается. Их подвергают ремонту или демонтажу.
1.9. Рабочие и сопловые (направляющие) лопатки с трещинами заменяются новыми. Если на лопатках повторяются одни и те же характерные повреждения, заменяется вся ступень, а причины повреждения установлены при лабораторных исследованиях.
Решение о необходимости небольшого ремонта лопаток в условиях электростанции (выборка мелких единичных трещин, рихтовка небольших забоин, вмятин в ненапряженных зонах лопаток и др.) и последующего контроля в местах ремонта принимается предприятием-изготовителем и техническим руководителем электростанции.
Вопрос о дальнейшей эксплуатации всей ступени лопаток решается после анализа причин повреждения (трещины, язвины и др.) хотя бы одной лопатки.
1.10. Все обнаруженные при контроле трещины в корпусах цилиндров турбин и компрессоров и других ответственных деталей (коллекторов, пламенных труб и др.) выбираются абразивным инструментом. Полнота выборки контролируется методом ЦД и МПД. В зависимости от глубины выборки место выборки заваривается или оставляется без заварки.
Структура металла по результатам металлографических исследований вырезок, реплик (корпуса цилиндров турбин, роторы и др.) не должна иметь аномальных изменений по сравнению с исходным состоянием.
Механические свойства и микроструктура металла направляющих и рабочих лопаток после длительных наработок должны удовлетворять требованиям технических условий или критериев надежности.
1.11. Для ответственных деталей небольших размеров (лопатки, крепеж и др.) предусматривается периодическое изъятие их для проведения исследования металла в лабораторных условиях для оценки его состояния после эксплуатации и определения остаточного ресурса.
1.12. Все виды неразрушающего контроля, измерения, определение механических свойств, исследование микроструктуры металла, расчеты на прочность следует проводить в соответствии с требованиями государственных и отраслевых стандартов, заводских или отраслевых инструкций.
Аппаратура, ее чувствительность, методики и эталоны настройки, применяемые для контроля, должны соответствовать требованиям нормативных документов к конкретным видам контроля и пройти проверку в установленные сроки.
1.13. После исчерпания ГТУ установленного ресурса (100000 ч или 5000 пусков, см. таблицу 1) или после 7500 пусков, как указано в проектах новых агрегатов, допускается кратковременная эксплуатация сверх указанного срока в пиковом режиме не более 400 ч и 100 пусков, в полупиковом режиме - не более 5000 ч и 100 пусков, в базовом режиме – не более 10000 ч.
Возможность дальнейшей эксплуатации ГТУ определяет организация, эксплуатирующая ГТУ. По результатам обследования составляется формуляр, приведенный в приложении А, и оформляется решение по форме, приведенной в приложении Б.
1.14. Решение о периодичности, объеме и методах контроля, продлении срока службы отдельных элементов энергооборудования, изготовленных из материалов или по технологии, не вошедших в настоящее Руководство, принимается предприятием-изготовителем
1.15. При аварийных остановах с разрушением деталей ГТУ создается экспертно-техническая комиссия, в состав которой рекомендуется включать специалистов предприятия-изготовителя и научно-исследовательских организаций. Причины разрушения металла исследуются по совместно разработанной программе. По результатам исследования металла с установлением причин разрушения деталей предлагаются мероприятия по восстановлению ГТУ (ремонт, замена, возможность и сроки дальнейшей эксплуатации).
1.16. Проектировщиками и предприятиями-изготовителями оборудования предусматриваются площадки, смотровые лючки, реперы или указаны зоны на основных деталях для проведения эксплуатационного контроля.
1.17. При исследовании металла после эксплуатации в научно-исследовательских организациях и на предприятии-изготовителе рекомендуется составить программу исследования. При этом предприятие-изготовитель предоставляет необходимую техническую документацию (технические условия, паспортные данные, чертежи деталей).
1.18. Для определения ресурса и проведения расчетов эквивалентной наработки деталей или ГТУ в целом, а также для разработки рекомендаций о режимах дальнейшей эксплуатации в соответствующих отделах электростанции хранятся следующие данные:
-
о продолжительности наработки с дифференциацией по температурным параметрам, общем количестве пусков: холодных, пробных с зажиганиями, со сбоями, ручных, а также об ускоренных нагружениях-разгружениях, аварийных остановах;
-
результаты входного и текущего контроля всех основных элементов ГТУ за весь период эксплуатации;
-
результаты исследования аварийных отказов;
-
сведения о ремонтных работах и замене деталей элементов ГТУ.
1.19. На электростанции разрабатываются и утверждаются техническим руководителем исполнительные формуляры по контролю за металлом оборудования согласно настоящего Руководства.
2. Нормативные документы
Настоящее Руководство разработано в соответствии с требованиями «Типовой инструкции по контролю и продлению срока службы металла основных элементов котлов, турбин и трубопроводов тепловых электростанций Республики Казахстан»: РД 153-34 РК.1-17.421-03 [1] нормативных документов [2 – 16] и распространяется на энергетические газотурбинные установки (ГТУ) с пиковой, полупиковой, базовой нагрузкой, работающие на газообразном и жидком топливе при температуре рабочей среды до 1400 °С, и устанавливает основные требования к организации и проведению контроля за состоянием металла, его периодичность, зоны, методы, объемы и нормы контроля, критерии оценки качества металла основных элементов турбин и компрессоров ГТУ в пределах и по истечении установленного срока службы, а также после аварии.
3. Организация, объёмы, методы, сроки проведения и подготовка металла деталей к контролю в пределах установленного ресурса
3.1. Перечень элементов ГТУ, контролируемых в период эксплуатации в пределах расчетного ресурса, приведен в таблице 3.
3.2. Расчетная температура среды дана в графе 2 таблицы 3. Объем контроля элементов, назначенный с учетом особенностей напряженного состояния конструкций и условий эксплуатации и включающий зоны наиболее вероятного образования дефектов, указан в графе 3 таблицы 3, методы контроля - в графе 4, периодичность проведения контроля - в графах 5 и 6, режим работы ГТУ - в графе 7 этой таблицы.
3.3. Срок проведения контроля определяется достижением продолжительности эксплуатации или определенного количества пусков. Продолжительность эксплуатации и количество пусков действуют независимо.
3.4. На основании настоящего Руководства допускается разработка организацией, эксплуатирующей ГТУ, предприятием-изготовителем производственных инструкций на обследование металла конкретного оборудования ГТУ, которые при необходимости могут ужесточить требования инструкции в части объема и периодичности.
Во время эксплуатации до исчерпания установленного ресурса допускается смещение сроков контроля (25 пусков или 100 ч для пиковых, 20 пусков или 1000 ч для полупиковых и 3000 ч для базовых ГТУ по сравнению со сроками, указанными в таблице 3). Во всех случаях номенклатура элементов и методы контроля должны соответствовать инструкции.
Решение о смещении сроков контроля оборудования ГТУ принимается техническим руководителем электростанции.
Таблица 3 – Объемы, методы и сроки проведения контроля основных элементов ГТУ
Объект контроля
|
Расчетная температура среды, С
|
Объем контроля
|
Методы контроля*
|
Периодичность проведения контроля
|
Режим работы ГТУ
|
Примечание
|
Через каждые (не более), тыс. ч
|
Количество общих пусков (не более)
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
Корпусные детали и сварные соединения турбин и компрессоров
|
Корпуса цилиндров (верхние и нижние половины с горизонтальными или вертикальными разъемами, выхлопные части), промежуточные корпуса турбин и компрессоров, корпуса диафрагм турбин и компрессоров сварно-литой, литой или сварной конструкции из листового проката, корпус опорного венца
|
540 и ниже
|
100 % поверхности (внутренние, зоны радиусных переходов, поверхности разъемов, наружные поверхности у фланцев, свободные от изоляции)
|
ВК
|
1,2
|
300
|
Пиковый
|
Для корпусов компрессоров периодичность контроля увеличить в 1,5 раза
|
|
15
|
300
|
Полупиковый
|
|
30
|
50
|
Базовый
|
|
100 % внутренних и наружных поверхностей радиусных переходов, посадочных мест диафрагм, плоскости горизонтальных и вертикальных разъемов и в подозрительных местах
На внутренних корпусах цилиндра - пояски под первые диафрагмы. Сварные швы
Вырезки образцов для оценки надежности металла горячих зон корпусов цилиндров (по эскизам и по согласованию с конструкторами предприятия-изготовителя)
|
МПД, ЦД
|
5
60
|
1200
1200
|
Пиковый
|
|
Полупиковый
|
|
60
|
100
|
Базовый
|
|
|
|
|
|
|
При наличии трещин глубиной 40% толщины стенки и более
|
Определение соответствия их нормам ТУ
|
|
Продолжение таблицы 3
|
Объект контроля
|
Расчетная температура среды, С
|
Объем контроля
|
Методы контроля*
|
Периодичность проведения контроля
|
Режим работы ГТУ
|
Примечание
|
Через каждые (не более), тыс. ч
|
Количество общих пусков (не более)
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
Входной направляющий аппарат (ВНА) компрессора с направляющими лопатками
|
20
|
100 % направляющих лопаток, поверхность обода в доступных местах, лопатки спрямляющего аппарата 100% направляющих и спрямляющих лопаток (входные и выходные кромки, галтели)
|
ВК
|
1,2
15
|
300
300
|
Пиковый
|
|
Полупиковый
|
МПД, ЦД
|
5
|
1200
|
Пиковый
|
60
|
1200
|
Полупиковый
|
Лопатки спрямляющего аппарата
|
20
|
100 % лопаток
|
ВК, МПД
ЦД
|
30
|
600
|
Полупиковый
|
|
60
|
100
|
Базовый
|
Силовые корпуса внутреннего, заднего и опорноупорного подшипников сварно-литой конструкции
|
20
|
100 % поверхностей деталей (внутренние, наружные, зоны радиусных переходов)
|
ВК
|
1,2
|
300
|
Пиковый
|
|
15
|
300
|
Полупиковый
|
100 % поверхностей деталей (внутренние, наружные, зоны радиусных переходов у ребер жесткости и к телу корпуса и другие галтели)
|
МПД,
|
60
|
100
|
Базовый
|
ЦД
|
1,2
|
300
|
Пиковый
|
30
|
600
|
Полупиковый
|
60
|
100
|
Базовый
|
Корпуса входного и выходного конфузора с ребрами жесткости сварно-литой конструкции, диффузоры (входной и выходной)
|
20
|
100 % поверхности (внутренние, наружные, зоны радиусных переходов деталей),
|
ВК,
|
1,2
|
300
|
Пиковый
|
|
ЦД
|
15
|
300
|
Полупиковый
|
100 % сварных швов (внутренние, наружные)
|
|
60
|
100
|
Базовый
|
Продолжение таблицы 3
|
Объект контроля
|
Расчетная температура среды, С
|
Объем контроля
|
Методы контроля*
|
Периодичность проведения контроля
|
Режим работы ГТУ
|
Примечание
|
Через каждые (не более), тыс. ч
|
Количество общих пусков (не более)
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
Сварные соединение и ремонтные заварки корпусов турбин, компрессоров, промежуточных корпусов турбин и компрессоров
|
540 и ниже
|
100 % поверхностей сварных швов (внутренние, наружные)
|
ВК
|
1,2
|
300
|
Пиковый
|
Совместно с предприятием-изготовителем
|
15
|
300
|
Полупиковый
|
100 % поверхностей сварных швов и околошовных зон шириной не менее 80 мм по обе стороны от шва
|
МПД или ЦД
|
1,2
|
300
|
Пиковый
|
При вынужденной эксплуатации корпусов с не полностью удаленными при ремонте трещинами вопрос о длительности работы и периодичности контроля решается департаментом по государственному надзору за чрезвычайными ситуациями, техническому и горному надзору Агентства РК по ЧС
|
30
|
600
|
Полупиковый
|
60
|
100
|
Базовый
|
100 % поверхностей всех ремонтных заварок, выполненных аустенитными электродами
|
ЦД
|
1,2
|
300
|
Пиковый
|
15
|
300
|
Полупиковый
|
30
|
50
|
Базовый
|
100 % поверхностей всех ремонтных заварок, выполненных перлитными электродами по Инструкции И 34-80-020-85
|
МПД или ЦД
|
1,2
|
300
|
Пиковый
|
15
|
300
|
Полупиковый
|
30
|
50
|
Базовый
|
Сварные соединения и ремонтные заварки силовых корпусов внутреннего, заднего и опорно-упорного подшипников
|
20
|
100 % поверхностей сварных швов (внутренние, наружные)
|
ВК
|
1,2
|
300
|
Пиковый
|
15
|
300
|
Полупиковый
|
100 % поверхностей всех ремонтных заварок, выполненных аустенитными электродами
|
ЦД
|
30
|
50
|
Базовый
|
1,2
|
300
|
Пиковый
|
15
|
300
|
Полупиковый
|
100 % поверхностей всех ремонтных заварок, выполненных перлитными электродами
|
МПД или ЦД
|
30
|
50
|
Базовый
|
1,2
|
300
|
Пиковый
|
15
|
300
|
Полупиковый
|
30
|
50
|
Базовый
|
Достарыңызбен бөлісу: |