Глава 13. Безопасность эксплуатации производственных трубопроводов
13.1. Общая характеристика трубопроводов, их прокладка и арматура
Трубопроводный транспорт является источником повышенной опасности вследствие сложных условий эксплуатации, большой протяженности и разветвленности сетей, а также сложности организации контроля за их состоянием.
Трубопровод это сооружение из труб, деталей, арматуры, плотно соединенных между собой, предназначенное для транспортирования технологической среды.
Согласно «Правилам устройства и безопасной эксплуатации технологических трубопроводов», утвержденным постановлением МЧС РБ от 21.03.2007 № 20, все технологические трубопроводы, работающие под давлением до 10 МПа, в зависимости от класса опасности передаваемой по ним среды подразделяются на группы (А, Б, В) и в зависимости от рабочих параметров среды (давления и температуры) — на пять категорий (I—V). Так, к группе А относятся трубопроводы, по которым транспортируют вещества 1-го, 2-го и 3-го класса опасности, к группе Б — трубопроводы, транспортирующие горючие вещества, в том числе сжиженные газы, легковоспламеняющиеся и горючие жидкости, к группе В —трудногорючие и негорючие вещества.
Безопасность и надежность эксплуатации трубопроводных сетей зависит от выбора составляющих их элементов, правильной прокладки, качественного монтажа, постоянного контроля за состоянием самих трубопроводов и установленной на них арматуры и своевременности ремонта.
Требования безопасности и надежности должны предусматривать:
- возможность использования подъемно-транспортных средств и непосредственного наблюдения за техническим состоянием трубопроводов и выполнением всех видов работ по контролю, термической обработке швов и их испытанию;
- разбивку трубопроводов на технологические узлы и блоки;
- изоляцию и защиту трубопроводов от коррозии, вторичных проявлений молнии и статического электричества;
- наименьшую протяженность трубопровода;
- исключение провисания и образования застойных зон в трубопроводах;
- возможность компенсации температурных деформаций трубопровода.
К обслуживанию трубопроводов могут быть допущены лица не моложе 18 лет, прошедшие обязательные медосмотры, обучение, аттестацию в установленном порядке. Для ведения надзора за состоянием трубопроводов и безопасностью их обслуживания руководитель организации должен назначить приказом ответственное лицо, имеющее соответствующую квалификацию.
Прокладку технологических трубопроводов осуществляют по проекту и в соответствии с техническими нормативными правовыми актами и технической документацией.
Трубопроводы в зависимости от назначения и условий эксплуатации прокладывают различными способами: подземным — в проходных каналах (туннелях), в непроходных каналах и непосредственно в грунте, наземным — на опорах и надземным — на эстакадах, стойках, по колоннам и стенам зданий.
Наиболее часто используют наземную и надземную прокладку, так как срок службы проложенных таким образом трубопроводов примерно в 2,5 раза больше, чем при подземной прокладке. При этом, сокращаются капитальные затраты и эксплуатационные расходы, обеспечивается возможность постоянного наблюдения за состоянием трубопроводов, облегчаются их монтаж и ремонт.
Прокладка в грунте трубопроводов, предназначенных для транспортировки чрезвычайно- и высокоопасных вредных веществ и дымящих кислот, запрещена. Трубопроводы с горючими (в том числе сжиженными) газами, легковоспламеняющимися и горючими жидкостями разрешается прокладывать под землей только в проходных каналах, оборудованных надежной вентиляцией и люками.
Трубопроводы укладывают на опоры, расстояние между которыми определяется диаметром и материалом труб, а также массой трубопровода (вместе с транспортируемой средой и изоляцией). Для стальных труб с условным проходом до 250 мм расстояние между опорами составляет 3—6 м.
Для крепления трубопроводов, не требующих компенсирующих устройств, применяют простейшие подвески, хомуты и скобы.
Трубопроводы из хрупких и пластичных материалов укладывают в сплошных лотках или на сплошных основаниях для предохранения их от провисания и разрушения.
При прокладке нескольких трубопроводов трубопроводы с химически активными веществами необходимо располагать ниже других. Трубопроводы для хлора, азотной кислоты и органических легкоокисляемых веществ не следует прокладывать рядом.
Трубопроводы следует располагать с некоторым уклоном, но, избегая пониженных участков (чтобы не создавать гидравлических «мешков») и тупиков, в которых могут скапливаться продукты. Газопроводы, транспортирующие конденсирующиеся газы или газы, содержащие пары воды, снабжаются ренажными устройствами, предназначенными для отвода конденсата или воды.
Фланцевые соединения трубопроводов располагают в местах, доступных для монтажа и ремонта, и оснащают защитным кожухом, предохраняющим персонал от ожогов в случае прорыва жидкости наружу вследствие повреждения прокладки. Кожух негерметичен, он только гасит напор и исключает выброс струи жидкости под давлением. Фланцевые соединения трубопроводов с агрессивными химическими веществами нельзя располагать над проходами, постоянными рабочими местами и электрооборудованием.
При прокладке на эстакадах трубопроводов, требующих регулярного обслуживания (не менее одного раза в смену), а также на заводских эстакадах должны предусматриваться проходные мостики из несгораемых материалов шириной не менее 0,6 м и с перилами высотой не менее 0,9 м, а через каждые 200 м и в торцах эстакады при расстоянии менее 200 м – лестницы вертикальные с шатровым ограждением или маршевые.
Внутрицеховые трубопроводы на пожаро- и взрывоопасных производствах независимо от их назначения должны быть заземлены путем присоединения к цеховому контуру заземления для отвода от трубопроводов электрических зарядов, возникающих в результате вторичных проявлений молнии, а также зарядов статического электричества, скапливающихся при движении различных сред по трубопроводам.
В целях выравнивания потенциалов (для предотвращения искрения) все трубопроводы, расположенные в пожаро- и взрывоопасных помещениях параллельно на расстоянии до 100 мм один от другого, соединяют между собой металлическими перемычками через каждые 20—25 м. Трубопроводы, находящиеся в местах пересечения, вблизи друг от друга или от металлических лестниц и конструкций (на расстоянии меньше 100 мм), соединяют перемычками.
Не допускается прокладка технологических трубопроводов внутри административных, бытовых, хозяйственных помещений и в помещениях электрораспределительных устройств, электроустановок, щитов автоматизации, в помещениях трансформаторов, венткамер, теплопунктов, на путях эвакуации персонала, а также транзитом через помещения любого назначения.
Свободная высота эстакад для трубопроводов над проездами и проходами должна быть не менее:
- для железнодорожных путей – 5,55 м;
- автомобильных дорог -5 м (4,5 при соответствующем обосновании);
- для пешеходных дорог – 2,2 м.
Трубопроводы в процессе эксплуатации подвергаются температурным колебаниям — в зависимости от времени года, температуры транспортируемой среды и состояния изоляции. Если трубопровод жестко закреплен в опорах, в нем в результате тепловых напряжений могут возникать разрывы при охлаждении или выпучивания при нагреве. Особенно это касается трубопроводов, изготовленных из материалов с высоким коэффициентом линейного расширения и низкой прочностью (например, винипластовых). В этом случае и нужна установка компенсаторов.
Температурные деформации трубопроводов можно устранить за счет самокомпенсации. Кроме того, предусматривается установка специальных компенсаторов П, Г, Z - образных, линзовых, волнистых и др.
Наибольшее распространение получили П-образные компенсаторы, согнутые из цельных труб. Компенсатор устанавливают на горизонтальном участке трубопровода с учетом общего уклона. Гнутые компенсаторы изготавливают только из упругих материалов (сталь, алюминий, медь, титан, винипласт). Компенсаторы для трубопроводов больших диаметров выполняют с гофрами (складками). Для трубопроводов, изготовленных из неупругих и хрупких материалов (стекло, керамика, фарфор и т.п.), служащих для транспортирования химически активных сред, применяют сальниковые компенсаторы. Они допускают перемещение только одной ветви трубопровода, поэтому их называют односторонними.
Для реализации самокомпенсации при прокладке трубопровод располагают на неподвижных или подвижных (скользящих, катковых, подвесных) опорах, которые дают возможность ему перемещаться при возникновении температурных деформаций. Схема самокомпенсации представлена на рисунке 13.1.
Недостатком трубопровода с самокомпенсацией является неизбежность некоторого перемещения участков трубопровода между опорами. Это усложняет конструкцию опор и затрудняет прокладку трубопровода в узких местах. Преимущества данного метода заключаются в исключении необходимости установки специальных компенсирующих устройств, а следовательно, в снижении начальных затрат и упрощении обслуживания.
Самокомпенсация возможна лишь в том случае, когда трасса трубопровода представляет собой ломаную линию. Ее не применяют, если материал труб хрупок и плохо работает на изгиб. Для этого не подходят, например, чугун, керамика, фарфор или термореактивные пластмассы. На трубопроводах, транспортирующих сжатый воздух, холодную воду и другие холодные жидкости и газы, как правило, компенсаторы не ставят.
Арматура трубопроводов в зависимости от назначения подразделяется на запорную, регулирующую, предохранительную, распределительную, защитную и фазораделительную.
Запорная арматура предназначена для перекрытия трубопровода в целях прекращения движения среды и открытия для пропуска продукта. Ее подразделяют на приводную и автоматическую. У приводной арматуры проход открывается и закрывается под действием внешней силы: электродвигателем, гидро- или пневмоприводом или просто рукой. В зависимости от характера работы затвора приводная запорная арматура бывает трех типов -кран, вентиль и задвижка (рис. 13.2).
Трубопроводная арматура должна размещаться в местах, доступных для удобного и безопасного ее обслуживания и ремонта. Ручной привод арматуры должен располагаться на высоте не более 1,8 м от уровня пола помещения или площадки.
Основным типом запорной арматуры для трубопроводов с условным проходом от 50 мм является задвижка. Она обладает минимальным гидравлическим сопротивлением, имеет надежное уплотнение затвора и небольшую строительную длину и может работать при переменном направлении движения среды.
Вентили рекомендуется применять для трубопроводов диаметром до 50 мм. Краны используют в том случае, если задвижку и вентили по технологическим соображениям применять недопустимо или нецелесообразно.
У автоматической арматуры проход открывается и закрывается под действием транспортируемой среды.
На запорной арматуре устанавливаются указатели, показывающие ее состояние: «открыто», «закрыто».
Запорную арматуру запрещено применять в качестве регулирующей.
К регулирующей арматуре относятся обратные и редукционные клапаны и автоматические регуляторы давления.
Обратные клапаны (подъемные и поворотные) пропускают среду только в одном направлении. Подъемные клапаны устанавливают на линиях воды (часто после насосов) и пара, а также на материальных линиях, поворотные обратные клапаны (чугунные гуммированные) — на трубопроводах, транспортирующих серную и соляную кислоты и другие химически активные вещества. Герметичность подъемных клапанов выше, чем поворотных.
Обратные клапаны теряют герметичность при попадании под золотник песка, твердых комков и других включений, случайно оказавшихся в среде. Они легко удаляются при снятии крышки.
Редукционный клапан служит для снижения давления среды в трубопроводе и его поддержания за клапаном независимо от давления перед ним. Эти клапаны устанавливают чаще всего на входе в цех трубопроводов пара и сжатого воздуха.
Автоматический регулятор давления прямого действия предназначен для поддержания заданного давления в трубопроводах, транспортирующих неагрессивные газы, воздух, нефтепродукты и пар при температуре до 3000С.
К предохранительной арматуре относятся предохранительные клапаны и мембраны.
Предохранительные клапаны служат для предупреждения возникновения в трубопроводе или в аппарате давления, превышающего допустимое, и устанавливаются на линиях газа и пара и жидкостей. При повышении давления клапаны сбрасывают часть среды непосредственно в атмосферу или через поглотительное устройство. Выход газообразной среды (сжатого воздуха или пара) должен быть хорошо слышен с рабочего места аппаратчика. Иногда для этой цели на конце выхлопного трубопровода монтируют свисток. При отводе пара предусматривают еще и удаление конденсата из выхлопного трубопровода. После снижения давления до нормы предохранительный клапан автоматически закрывается.
Предохранительные клапаны устанавливают на автоклавах, в котельных и компрессорных на трубопроводах, подающих рабочую среду в цехи, а также на цеховых трубопроводах после редукционных клапанов.
Предохранительные клапаны подразделяются на пружинные и рычажно-грузовые. Рычажно- грузовой клапан, в отличие от пружинного, не имеет сальникового уплотнения, поэтому не обеспечивает полной герметичности. В связи с этим его нельзя устанавливать на трубопроводах, предназначенных для транспортировки горючих сред, проходящих внутри помещений.
Монтаж какой-либо запорной арматуры между источником давления и предохранительным клапаном категорически запрещается.
Предохранительные мембраны устанавливают взамен предохранительных клапанов на сосудах или трубопроводах. Мембраны обеспечивают герметичность и надежность срабатывания. Они просты в изготовлении и дешевы. Их недостатком является одноразовость действия.
К арматуре относятся также водоотделители, конденсатоотводчики, смотровые фонари, обратные клапаны, ловушки, дыхательные клапаны, огнепреградители, сепараторы и другие устройства.
Водоотделители предназначены для отделения капель сконденсировавшегося пара и удаления их из паропровода. При движении пара по трубопроводу происходит его конденсация вследствие охлаждения на стенках трубы. Тепловая изоляция уменьшает конденсацию, но полностью устранить ее не может. Наличие конденсата в паропроводе приводит к потере части теплоты, содержащейся в паре, и опасно из-за возможности возникновения гидравлического удара при переносе капелек конденсата с большой скоростью через фитинги и арматуру. Выпадение капель из пароводяной смеси в присутствии водоотделителя происходит в результате резкого уменьшения скорости смеси и изменения направления ее движения.
Конденсатоотводчики — это приспособления, отделяющие из выходящей смеси конденсат и выводящие его из аппарата. Значительная часть пара, потребляемого на предприятиях химической промышленности, расходуется на нагрев различных веществ (в сушилках, теплообменниках, змеевиках, рубашках реакционных аппаратов и т. п.). Глухой пар не успевает отдать всю содержащуюся в нем теплоту и целиком не конденсируется. Часть теплоты остается не использованной. Конденсатоотводчики способствуют увеличению производительности установки в результате более рационального использования теплоты, которую отдает пар.
Существует несколько типов конденсатоотводчиков, отличающихся по принципу действия: поплавковые, дросселирующие (подпорные шайбы), лабиринтные, термостатические, гидрозатворы и др. Наибольшее применение на предприятиях нашли конденсатоотводчики первых двух типов.
Если необходимо следить за поступлением продукта в аппарат с целью регулирования скорости его подачи или проверки состава (наблюдение за цветом, присутствием осадка и т.п.), на трубопроводе у рабочего места аппаратчика устанавливают смотровой фонарь.
Обратный клапан для вакуум-трубопроводов внешне напоминает смотровой фонарь. Такой фонарь-клапан устанавливают на вакуум-трубопроводе, соединяющем аппарат, заполняемый жидкостью, с вакуум-насосом. Он предназначен для защиты вакуум-трубопроводов от возможного поступления в них химически активных жидкостей путем перекрывания клапана.
В жидкости, передаваемые по трубопроводам, иногда попадают посторонние твердые предметы. Для задержки примесей перед подачей загрязненных жидкостей на начальном участке трубопровода устанавливают ловушки.
Дыхательный клапан предназначен для выравнивания давления внутри резервуаров с горючими жидкостями. Он поддерживает в резервуаре атмосферное давление в процессе его наполнения и опорожнения, а также при колебаниях наружной температуры.
Огнепреградители устанавливают на линиях, соединяющих реакционные аппараты, содержащие горючие пары или газы, с атмосферой.
13.2. Тепловая изоляция, защита от коррозии и окраска трубопроводов
Необходимость тепловой изоляции определяется в каждом конкретном случае — в зависимости от свойств транспортируемых веществ, места и способа прокладки трубопровода и требований, предъявляемых к безопасности производства.
Тепловую изоляцию применяют с целью предотвращения конденсации, застывания продукта при охлаждении (например, в случае олеума, нитробензола, расплавленной серы) и образования ледяных или водяных пробок, а также во избежание ожогов у работающих, если стенки трубопровода имеют температуру выше 60°С.
Изоляция должна обладать следующими свойствами: низкой теплопроводностью, небольшой теплоемкостью, легкостью нанесения на трубы, малой массой, долговечностью и невысокой стоимостью.
Трубопроводы, изготовленные из неметаллических материалов, имеют низкую теплопроводность, и их изоляцией обычно не покрывают.
Трубопроводы, по которым транспортируют застывающие или выпадающие из растворов в виде кристаллов продукты (например, расплавленная сера или нафталин), выполняют с обогревом. Для этого трубопровод прокладывают вплотную с линией пара (спутником), обтягивают его стальной сеткой и заключают их в общую изоляцию. Спутник притягивают к материальному трубопроводу с помощью хомутов.
В некоторых случаях, когда требуется особенно интенсивный обогрев материального трубопровода, его снабжают паровой рубашкой.
При транспортировке агрессивных веществ внутреннюю поверхность трубопроводов защищают с учетом химических и физических свойств реагентов.
Вид и система защиты от коррозии наружной поверхности зависят от способа и условий прокладки трубопровода, характера и степени коррозионной активности внешней среды, степени опасности электрохимической коррозии и т.д.
Опознавательную окраску трубопроводов производят в соответствии с требованиями ГОСТ 14202, в котором также определены предупреждающие знаки и маркировочные щитки. Это помогает различать трубопроводы при обслуживании и обеспечивает безопасность труда.
Определено 10 групп веществ, транспортируемых по трубопроводам, ниже приведены цифровые обозначения и цвета опознавательной окраски трубопроводов в зависимости от групп транспортируемых по ним веществ:
1. Вода – зеленый 6. Кислоты - оранжевый
2. Пар – красный 7. Щелочи - фиолетовый
3. Воздух - синий 8. Горючие жидкости - коричневый
4. Горючие газы – желтый 9. Негорючие жидкости
5. Негорючие газы -желтый 10. Прочие вещества - серый.
Противопожарные трубопроводы, независимо от их содержимого (вода, пена, пар для тушения пожара, инертный газ и др.), окрашивают в красный (сигнальный) цвет.
Опознавательная окраска трубопроводов должна быть сплошной по всей поверхности коммуникаций, а также может быть нанесена отдельными участками.
Для обозначения наиболее опасных по свойствам транспортируемых веществ на трубопроводы наносят предупреждающие цветные кольца. В зависимости от свойств транспортируемого вещества предупреждающие кольца имеют различные цвета опознавательной окраски:
Легковоспламеняемое, огнестойкое и взрывоопасное - Красный
Опасное или вредное......................... - Желтый
Безопасное или нейтральное ........... - Зеленый
В случае, когда вещество одновременно обладает несколькими опасными свойствами, обозначаемыми различными цветами, на трубопроводы наносят кольца нескольких цветов. На вакуумных трубопроводах кроме отличительной окраски делают надпись «вакуум».
По степени опасности для жизни и здоровья людей вещества, транспортируемые по трубопроводам, подразделяют на три группы. В зависимости от вида вещества и его параметров (давления и температуры) на трубопровод наносят соответствующее число предупреждающих цветных колец.
Для обозначения трубопроводов с особо опасным для здоровья и жизни людей содержимым, а также при необходимости конкретизации вида опасности дополнительно к цветным предупреждающим кольцам применяют предупреждающие знаки. Они имеют форму треугольника, в котором на желтом фоне помещено изображение черного цвета.
Если известно, что под воздействием агрессивных веществ, транспортируемых по трубам, может произойти изменение отличительного цвета, такие трубопроводы снабжают еще маркировочными щитками. Они служат также для дополнительного обозначения веществ, транспортируемых по трубопроводам.
Маркировочные щитки, надписи и предупреждающие знаки располагают в наиболее ответственных пунктах коммуникаций (на ответвлениях, у мест соединений и отбора, возле задвижек, вентилей, клапанов, шиберов и контрольных приборов, в местах прохода трубопроводов через стены, перегородки, перекрытия, на вводах и выводах из производственных зданий и т.д.) и в хорошо освещенных местах.
В производственных помещениях, где имеются трубопроводы, на видных местах вывешивают схемы опознавательной окраски коммуникаций с расшифровкой отличительных цветов, предупреждающих знаков и цифровых обозначений, принятых для маркировки трубопроводов.
13.3. Ревизия (освидетельствование) трубопроводов
Основным методом контроля за надежной и безопасной эксплуатацией технологических трубопроводов является периодическая ревизия (освидетельствование), которая проводится в соответствии с ТНПА (методики, инструкции), согласованными с органом надзора. Результаты ревизии служат основанием для оценки состояния трубопровода и возможности его дальнейшей эксплуатации. Для трубопроводов высокого давления (свыше 10 МПа) предусматриваются следующие виды ревизии: выборочная и полная. Сроки выборочной ревизии устанавливаются в зависимости от условий эксплуатации, но не реже одного раза в 4 года.
Первую выборочную ревизию трубопроводов, как правило, следует производить не позднее, чем через 2 года после ввода трубопровода в эксплуатацию.
Продление сроков службы трубопроводов и его элементов проводится в установленном порядке.
Сроки проведения ревизии трубопроводов при давлении до 10 МПа устанавливаются в зависимости от скорости коррозионно-эрозионного износа трубопроводов, условий эксплуатации, результатов предыдущих осмотров и ревизии. Периодичность проведения ревизии установлена Правилами (табл. 13.1).
Таблица 13.1. Периодичность проведения ревизий технологических трубопроводов с давлением до 10 МПа
|
Транспортируемые среды |
Категория |
Периодичность
проведения |
||
|
более 0,5 |
0,1 - 0,5 |
до 0,1 |
||
|
Чрезвычайно, высоко- и умеренно опасные вещес-тва 1, 2, 3-го классов и вы-сокотемпературные орга-нические теплоносители (ВОТ) - среды группы А |
I и II |
Не реже одного раза в год |
Не реже одного раза в 2 года |
Не реже одного раза в 3 года |
|
Взрыво- и
пожароопасные |
I и II |
Не реже одного раза в год |
Не реже одного раза в 2 года |
Не реже |
|
III |
Не реже одного раза в год |
Не реже одного раза в 3 года |
Не реже одного раза в 4года |
|
|
Горючие жидкости (ГЖ) - среды группы Б (в) |
I и II |
Не реже одного раза в год |
Не реже одного раза в 2 года |
Не реже одного раза в 3года |
|
III и IV |
Не реже одного раза в год |
Не реже одного раза в 3 года |
Не реже одного раза в 4 года |
|
|
Трудногорючие
(ТГ) и негорючие (НГ) вещества |
I и II |
Не реже одного раза в 2 года |
Не реже одного раза в 4 года |
Не реже одного раза в 6 лет |
|
III, IV и V |
Не реже одного раза в 3 года |
Не реже одного раза в 6 лет |
Не реже одного раза в 8 лет |
|
Отсрочка в проведении ревизии трубопроводов допускается с учетом результатов предыдущей ревизии и технического состояния трубопроводов, обеспечивающего их дальнейшую надежную и безопасную эксплуатацию, но не может превышать более одного года и согласовывается в установленном порядке.
При проведении ревизии внимание следует уделять участкам, работающим в особо сложных условиях, где наиболее вероятен максимальный износ трубопровода вследствие коррозии, эрозии, вибрации и других причин. К таким относятся участки, где изменяется направление потока (колена, тройники, врезки, дренажные устройства, а также участки трубопроводов перед арматурой и после нее) и где возможно скопление влаги, веществ, вызывающих коррозию (тупиковые и временно неработающие участки).
При ревизии трубопроводов с давлением до 10 МПа (100 кгс/см2) проводят: наружный осмотр трубопровода; замер толщины стенки трубопровода приборами неразрушающего контроля, а в необходимых случаях - сквозной засверловкой с последующей заваркой отверстия.
Толщину стенок измеряют на участках, работающих в наиболее сложных условиях (коленах, тройниках, врезках, местах сужения трубопровода, перед арматурой и после нее, местах скопления влаги и продуктов, вызывающих коррозию, застойных зонах, дренажах), а также на прямых участках трубопроводов.
При этом на прямых участках трубопроводов длиной до 20 м и межцеховых трубопроводов длиной до 100 м следует выполнять замер толщины стенок не менее, чем в трех местах. Результаты замера фиксируются в паспорте трубопровода.
Ревизию постоянно действующих участков факельных линий, не имеющих байпасов, проводят без их отключения путем измерения толщины стенки ультразвуковыми толщиномерами и обмыливания фланцевых соединений.
Ревизия воротников фланцев проводится визуальным осмотром (при разборке трубопровода) или измерением толщины неразрушающими методами контроля (ультразвуковым или радиографическим) не менее чем в трех точках по окружности воротника фланца. Толщину стенки воротника фланца допускается контролировать также с помощью контрольных засверловок. На трубопроводах, выполненных из сталей аустенитного класса (08Х18Н10Т, 12Х18Н10Т и тому подобное), работающих в средах, вызывающих межкристаллитную коррозию, сквозные засверловки не допускаются.
Внутренний осмотр участков трубопроводов проводится с помощью ламп, приборов, луп, эндоскопа или других средств.
При этом следует выбирать участок, эксплуатируемый в наиболее неблагоприятных условиях (где возможны коррозия и эрозия, гидравлические удары, вибрация, изменение направления потока, застойные зоны). Во время осмотра проверяют наличие коррозии, трещин, уменьшения толщины стенки труб и деталей трубопроводов.
При необходимости проводится радиографический или ультразвуковой контроль сварных стыков и металлографические и механические испытания.
Проводятся также следующие работы: измерение на участках трубопроводов деформаций по состоянию на время проведения ревизии; выборочная разборка резьбовых соединений на трубопроводе, осмотр их и контроль резьбовыми калибрами; проверка состояния и условий работы опор, крепежных деталей и выборочно прокладок; испытание трубопроводов.
При ревизии контрольного участка трубопровода высокого давления (свыше 10 МПа) следует:
- провести наружный осмотр согласно требованиям;
- при наличии фланцевых или муфтовых соединений произвести их разборку, затем внутренний осмотр трубопровода;
- произвести замер толщины стенок труб и других деталей контрольного участка;
- при обнаружении в процессе осмотра дефектов в сварных швах (околошовной зоне) или при возникновении сомнений в их качестве произвести контроль неразрушающими методами (радиографический, ультразвуковой и т.д.);
- при возникновении сомнений в качестве металла проверить его механические свойства и химический состав;
- проверить состояние муфт, фланцев, их уплотнительных поверхностей и резьбы, прокладок, крепежа, а также фасонных деталей и арматуры, если такие имеются на контрольном участке;
- провести контроль наличия остаточных деформаций, если это предусмотрено проектом;
- провести контроль твердости крепежных изделий фланцевых соединений, работающих при температуре 400°C.
Если при ревизии трубопровода высокого давления будет обнаружено, что первоначальная толщина уменьшилась под воздействием коррозии или эрозии, возможность эксплуатации следует подтверждать расчетом на прочность. При необходимости проводится экспертиза промышленной безопасности.
При получении неудовлетворительных результатов ревизии дополнительных участков следует провести полную ревизию этого трубопровода, а также участков трубопроводов, работающих в аналогичных условиях, с разборкой до 30% каждого из указанных трубопроводов.
Выборочная ревизия трубопроводов высокого давления производится периодически в сроки, установленные проектом, но не реже чем в следующие сроки:
- в производстве аммиака трубопроводы, предназначенные для транспортирования азотоводородных и других водородсодержащих газовых смесей при температуре среды до 200°C, - через 12 лет, при температуре среды свыше 200°C - через 8 лет;
- в производстве метанола трубопроводы, предназначенные для транспортирования водородных газовых смесей, содержащих кроме водорода окись углерода, при температуре среды до 200 °C, - через 12 лет, при температуре среды свыше 200°C - через 6 лет;
- в производстве капролактама трубопроводы, предназначенные для транспортирования водородных газовых смесей при температуре среды до 200°C, - через 10 лет, трубопроводы, предназначенные для транспортирования окиси углерода при температуре свыше 150°C, - через 8 лет;
- в производстве синтетических жирных спиртов (СЖС) трубопроводы, предназначенные для транспортирования водородных газовых смесей при температуре среды до 200°C, - через 10 лет, при температуре среды свыше 200°C - через 8 лет; трубопроводы, предназначенные для транспортирования пасты (катализатор с метиловыми эфирами) при температуре среды до 200°C, - через 3 года;
- в производстве мочевины трубопроводы, предназначенные для транспортирования сплава мочевины от колонны синтеза до дросселирующего вентиля, - через 1 год;
- трубопроводы, предназначенные для транспортирования аммиака от подогревателя до смесителя при температуре среды до 200°C, - через 12 лет;
- трубопроводы, предназначенные для транспортирования углекислого газа от компрессора до смесителя при температуре среды до 200°C, - через 6 лет;
- трубопроводы, предназначенные для транспортирования углеаммонийных солей (карбамата) при температуре среды до 200°C - через 4 года.
Выборочную ревизию трубопроводов, предназначенных для транспортирования других жидких и газообразных сред и других производств, следует также производить:
- при скорости коррозии до 0,1 мм/год и температуре до 200°C - через 10 лет;
- при скорости коррозии до 0,1 мм/год и температуре 200 - 400°C - через 8 лет;
- для сред со скоростью коррозии до 0,65 мм/год и температурой среды до 400°C - через 6 лет.
При неудовлетворительных результатах выборочной ревизии назначается полная ревизия трубопровода.
При полной ревизии разбирается весь трубопровод полностью, проверяется состояние узлов труб и деталей, а также арматуры, установленной на трубопроводе.
Все трубопроводы и их участки, подвергавшиеся в процессе ревизии разборке, резке и сварке, после сборки подлежат испытанию на прочность и плотность.
После проведения ревизии составляются акты, к которым прикладываются все протоколы и заключения о проведенных проверках. Результаты ревизии заносятся в паспорт трубопровода. Акты и остальные документы прикладываются к паспорту.
После истечения проектного срока службы независимо от технического состояния трубопровод должен быть подвергнут комплексному обследованию (экспертизе промышленной безопасности) с целью установления возможности и сроков дальнейшей эксплуатации, определения необходимости ремонта или прекращения эксплуатации.
Во время эксплуатации следует принять необходимые меры по организации постоянного и тщательного контроля за исправностью арматуры, а также за своевременным проведением ревизий, ремонта и диагностирования.
Ревизию и ремонт трубопроводной арматуры, в том числе и обратных клапанов, а также приводных устройств арматуры (электро-, пневмо-, гидропривод, механический привод), как правило, производят в период ревизии трубопровода.
Сроки проведения испытания для трубопроводов с давлением до 10 МПа принимаются равными удвоенной периодичности проведения ревизии, но не реже одного раза в 8 лет.
Сроки проведения испытания для трубопроводов с давлением свыше 10 МПа должны быть не реже:
- для трубопроводов с температурой до 200°C - один раз в 8 лет;
- для трубопроводов с температурой свыше 200°C - один раз в 4 года.
Для стальных трубопроводов, работающих при давлении до 0,5 МПа или имеющих температуру стенок выше 400°С, давление при испытании должно составлять 1,5 р (р — рабочее давление), но не менее 0,2 МПа; для стальных трубопроводов, находящихся под давлением от 0,5 МПа и выше, — 1,25 р, но не менее (р + 0,3) МПа; для прочих трубопроводов — 1,25 р, но не менее 0,2 МПа. Вакуумные трубопроводы испытывают под гидравлическим давлением 0,2 МПа.
Трубопровод должен находиться под испытательным давлением в течение 10 мин, после чего давление снижают до рабочего. При рабочем давлении наружный осмотр трубопровода проводят снова.
Результаты гидравлического испытания считают удовлетворительными, если не произошло падения давления по манометру, а в сварных швах, трубах и корпусах арматуры не обнаружено признаков разрыва, течи и запотевания. В отдельных случаях гидравлическое испытание заменяют пневматическим.
На время проведения пневматических испытаний на прочность как внутри помещений, так и снаружи необходимо установить безопасную охраняемую зону. Минимальное расстояние зоны должно составлять не менее 25 м при надземной прокладке трубопровода и не менее 10 м – при подземной. Границы зоны ограждаются и обозначаются согласно документации на испытания.
При проведении испытания на прочность и плотность допускается применение акустико-эмиссионного контроля.
Результаты периодических испытаний трубопроводов оформляются в установленном порядке.
Трубопроводы комплектуются следующей технической документацией:
- перечень трубопроводов;
- проектная документация (в том числе расчеты);
- паспорт трубопровода и эксплуатационные документы;
- исполнительная схема трубопроводов с указанием на ней марки стали, диаметров и толщин труб, протяженности трубопровода, расположения опор, компенсаторов, подвесок, арматуры, воздушников и дренажных устройств, сварных соединений, указателей для контроля тепловых перемещений и проектных величин перемещений, устройств для измерения ползучести (для трубопроводов, которые работают при температурах, вызывающих ползучесть металла), контрольных засверловок (если они имеются), их нумерации;
- акты ревизии и отбраковки элементов трубопровода;
- удостоверение о качестве ремонтов трубопроводов, в том числе журнал сварочных работ на ремонт трубопроводов, подтверждающие качество примененных при ремонте материалов и качество сварных стыков;
- документация по контролю металла трубопроводов, работающих в водородсодержащих средах;
- акт периодического визуального осмотра трубопровода;
- акт испытания трубопровода на прочность и плотность;
- акты на ревизию, ремонт и испытание арматуры;
- эксплуатационные журналы трубопроводов;
- акты отбраковки;
- журнал установки-снятия заглушек;
- журнал термической обработки сварных соединений трубопроводов;
- заключение о качестве сварных стыков;
- заключения обследований, проверок.
Контрольные вопросы
1. Какие меры безопасности предусмотрены при прокладке трубопроводов?
2. Как классифицируется арматура трубопроводов в зависимости от назначения?
3. Какая опознавательная окраска применяется на трубопроводах?
4. Какая установлена периодичность проведения ревизий трубопроводов в зависимости от скорости коррозии?
5. Какой технической документацией комплектуются трубопроводы?
