Восстановление и устранение дефектов

ПРИЛОЖЕНИЕ А – АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ СТАНДАРТЫ ПРИЕМКИ ДЛЯ КОЛЬЦЕВЫХ СВАРНЫХ ШВОВ

А.1 Общая информация

Стандарты на приемку, приведенные в Разделе 9 основываются на эмпирических критериях для качества изготовления и устанавливают первостепенную важность длины дефекта. Подобные критерии обеспечивали отличный учет надежности обслуживания трубопроводов на протяжении многих лет. Использование исследований механик разрушения и критериев соответствия назначению является альтернативным методом для определения стандартов на приемку и объединяет оценку значения, как высоты, так и длины дефекта. Критерии соответствия назначению обеспечивают более широкий диапазон допустимых размеров дефектов, однако только тогда, когда выполняются дополнительные приемочные испытания технологии, исследования напряжения и обследования. Настоящее приложение представляет минимальные требования для допустимого использования альтернативных стандартов приемки. Не запрещается использование Раздела 9 ни для определения приемочных предельных размеров дефекта любых сварных швов, ни для применения их к любым ограничениям по допустимым механическим напряжениям, так как он охватывается другими стандартами и предписаниями. Использование данного приложения для оценки какого-либо или всех дефектных состояний, включая кольцевые трещины, полностью предоставляется на усмотрение компании.

А.2 Дополнительные требования для исследования напряжений

А.2.1 Проектное осевое напряжение
Для использования настоящего приложения, компания должна выполнить исследования напряжений в целях определения максимальных проектных осевых напряжений трубопровода. Общее осевое напряжение, воздействующее на дефект, включает также остаточное напряжение от сварки, которое в случае, если со сварных швов термически не снято напряжение, может приблизить предел текучести материала. Общая величина прикладываемого растягивающего усилия и остаточного напряжения может превышать предел текучести и более просто рассматриваться как относительная деформация. В разработке критериев приемки, приведенных в данном приложении, принималась остаточная деформация предела текучести 0,2%. Максимальное прикладываемое осевое напряжение, используемое для отдельного трубопровода, должно определяться при помощи исследования напряжений и документироваться компанией.
А.2.2 ЦИКЛИЧЕСКОЕ НАПРЯЖЕНИЕ
А.2.2.1 Исследования
Исследования циклических напряжений должны включать определение расчетного спектра усталости, которой подвергается трубопровод на протяжении его срока службы. Этот спектр должен включать, но не ограничиваться напряжениями, прикладываемыми гидравлическими опрессовками, напряжениями установки, и там где это имеет место, термическими, сейсмическими напряжениями и нагрузками оседания почвы. Нужно, чтобы спектр состоял из нескольких уровней циклического напряжения и числа циклов, прикладываемых к каждому. Если уровни напряжения меняются от цикла к циклу, для определения уровней циклического напряжения и подсчета циклов следует использовать подходящий метод расчета, такой как метод дождевого потока.
Примечание: Для ознакомления с примером метода дождевого потока, смотрите Н.Е. Даулинг "Предварительные оценки усталостных разрушений для сложных картин деформаций от напряжения", Журнал материалов, Март 1972 г., Подшивка 7, Номер 1, стр. 71-87.

Спектральную степень, S* следует рассчитывать из следующей формулы:

S*=Ni (σ₁)³ + N₂ (σ₂)³ + … + N_k (σ_k)³ (A-1)
где
S* = спектральная степень,
Ni = число циклов при i-ом уровне циклического напряжения,
σi= диапазон циклических напряжений, в кипах (внесистемная единица массы) на квадратный дюйм,
Нижний индекс k = число уровней циклического напряжения,
Нижний индекс i = диапазон приращений от 1 до k.

Предыдущая страница является пустой.

Допустимые размеры дефектов, показанные на Рисунке А-5, применяются тогда, когда S* меньше или равно 4 х 10⁴. Если S* больше чем 4 х 10⁴, данное приложение не используется.

А.2.2.2 Воздействия на усталость окружающей среды
Увеличение дефекта сварных швов вследствие усталости представляет собой зависимость от интенсивности напряжения, циклов нагрузки, размера дефекта и окружающей среды в вершине трещины. При отсутствии загрязняющих элементов, нефть и углеводород рассматриваются как среды не более агрессивные, чем воздух. Однако, вода, рассол и водные растворы, которые содержат CO₂ или H₂S, могут увеличить скорость роста. Нормальным считается присутствие небольшого количества этих компонентов в трубопроводах с номинальной устойчивостью к коррозии. Когда в устойчивых к коррозии трубопроводах концентрации CO₂ или H₂S превышают определенные из опыта уровни типичной картины, данное приложение не может использоваться, если не имеется очевидного доказательства, что целевые уровни не приводят к ускорению роста трещин. Влияния окружающей среды на усталостный рост трещин наружной части трубы в кольцевых сварных швах обычно смягчаются внешним покрытием и катодной защитой и не ограничивают использование данного приложения.
А.2.3 растрескивание при постоянной нагрузке
Определенные окружающие среды могут усиливать развитие дефекта в режиме эксплуатации при длительной нагрузке или наведенной хрупкости материалов, окружающих дефект в точке, которая при других обстоятельствах становится критичной для скрытого дефекта. Эти окружающие среды обычно содержат H₂S, но могут включать сильные гидроксиды, нитраты или карбонаты. Когда внутри трубы присутствуют данные материалы, необходимо устанавливать минимальное пороговое значение напряжения, и настоящее приложение не должно использоваться, если рассчитанное напряжение превышает это пороговое значение. В отношении H₂S, определение подобного обслуживания должно быть таким, какое приведено в NACE MR0125 (Национальная ассоциация инженеров-коррозионистов). Несмотря на то, что внешнее воздействие карбонатов и нитратов в почве на образование трещин в результате коррозии под напряжением указывается для небольшого числа случаев, образование трещин обычно является осевым и скорее связано с касательным напряжением по окружности, чем с осевым напряжением.
Частота и степень образования трещин в результате коррозии под напряжением могут смягчаться при помощи использования соответствующего покрытия и соответствующей катодной защиты. Возможно использование настоящего приложения тогда, когда прямое воздействие агрессивной окружающей среды предупреждается покрытием, предназначенным для защиты от этой окружающей среды.
А.2.4 ДИНАМИЧЕСКАЯ НАГРУЗКА
Исследование напряжений должно включать рассмотрение потенциальной динамической нагрузки на кольцевые сварные швы, такие как нагрузки от закрытия запорных вентилей. Данное приложение не применяется к сварным швам, деформирующимся со скоростью более чем 10^-3 секунд^-1 (скорость изменения напряжения 30 кип на квадратный дюйм, для стали).

жүктеу/скачать 3.09 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: