К.т.н., доц. Раевский
Л.А., магистрант Кузин А.С.
Пензенский государственный университет
Архитектуры и строительства, Россия
Техническое
диагностирование котлов малой мощности
Technical
diagnosis
of
boilers
of
small
capacity
Аннотация. Изложены данные о целях и задачах технического
диагностирования котлов малой мощности. Приведена программа диагностирования и
кратко описаны методы неразрушающего контроля.
Abstract. Set out data
about the goals and tasks of technical diagnostics of boilers of low power. The
program of diagnosis and briefly describes the methods of nondestructive
testing.
Ключевые слова: котел, техническое
устройство, техническое диагностирование, неразрушающий контроль, остаточный
ресурс.
Keywords: boiler,
technical device, technical diagnostics, non-destructive testing, residual
resource.
Паровые и водогрейные котлы малой мощности являются основой
котельного парка коммунальной энергетики. Они предназначены для отопления,
горячего водоснабжения или выработки пара на технологические нужды предприятий.
Котлы относятся к опасным производственным объектам, так как работают под повышенным
давлением. При неправильной эксплуатации котлов могут возникнуть аварийные
ситуации. Во избежание аварийных ситуаций и инцидентов необходимо проводить
техническое диагностирование.
Техническое диагностирование – это совокупность
мероприятий по оценке фактического состояния, анализу технической документации
устройства и определению его остаточного ресурса с целью обеспечения безаварийной
работы и предотвращения аварийных ситуаций.
Данные работы проводят специализированные
организации, имеющие лицензию Ростехнадзора, специальное оборудование и
приборы, на основании требований нормативно-технической документации. Диагностирование
котлов должны проводить обученные и аттестованные специалисты: эксперт и
специалист по неразрушающему контролю.
Техническое диагностирование проводится во
время эксплуатации котла (не реже одного раза в 8 лет), после истечения назначенного
срока службы (не реже одного раза в 4 года) и после каких-либо аварий.
Назначенный срок службы определяет завод-изготовитель и указывает в паспорте котла. При достижении
этого срока проводятся работы по определению фактического состояния для продления
срока его безопасной эксплуатации.
Перед началом
работ котел должен быть остановлен, охлажден и отглушен от соседних котлов,
действующих трубопроводов и т.д. Обмуровка удаляется при необходимости.
Наружные и внутренние поверхности основных элементов котла следует отмыть от
накипи и прочих загрязнений.
Техническое
диагностирование проводится в несколько этапов:
1) Анализ технической
документации. Рассматривается паспортная,
проектная и эксплуатационная документация. Происходит подробное
ознакомление с конструкцией котла, материалами, технологией изготовления, объемами и методами проведения
ремонта и устранения дефектов и неисправностей.
2) Визуальный и
измерительный контроль. Проводится для выявления и измерения дефектов,
образовавшихся во время эксплуатации котла (трещины, вмятины, выпучины, коррозионные
повреждения).
3)
Цветная дефектоскопия (капиллярный контроль). Метод основан на том, что дефект
выявляется с помощью растворов красящих веществ. Контроль позволяет обнаружить
дефекты, выходящие на поверхность: трещины, поры, раковины, непровары и
т.д. Цветная дефектоскопия не требует источников ультрафиолетовых лучей и
позволяет определять поверхностные дефекты в материалах и изделиях при обычном
дневном свете. Эта особенность делает этот метод наиболее удобным для использования в полевых
условиях.
4) Ультразвуковой
контроль толщины стенок элементов котла (УЗТ). Данный метод позволяет
исследовать техническое состояние и измерять геометрические параметры объекта например,
толщину стенки какого-либо элемента котла, не нанося ему при этом никаких
повреждений. Так же этот метод неразрушающего контроля характеризуется большой
производительностью и высокой точностью измерений.
5) Ультразвуковой контроль сварных
соединений (УЗК). Считается наиболее универсальным вариантом исследования,
отличается от остальных оптимальным сочетанием безопасности, низкой стоимости и
точности. С помощью этого метода можно выявить следующие дефекты: поры,
непровары шва, расслоения наплавленного металла, несплошности и несплавления
шва, свищи, участки с несоответствием химического состава и т.д. Для исследования
применяются три метода излучения: эхо-импульсный, зеркально-теневой или
эхо-теневой. Они отличаются углами вхождения ультразвука, отражениями волн,
положением и схемой включения преобразователей.
6) Измерение
твердости металла. Измерение твёрдости металлов осуществляется тремя
методами: Бриннеля, Роквелла, Супер-Роквелла и Виккерса. Применение различных
методов измерений твёрдости металлов обусловлено механическими свойствами
металлов и конструктивно-технологическими особенностями изделий.
7) Исследование химического
состава, механических свойств и
микроструктуры металла элементов. Данное исследование проводится при
неудовлетворительных результатах толщинометрии, при обнаружении изменений в
микроструктуре металла, при нарушении режимов эксплуатации (отклонения от нормы
качества питательной воды и др.), при использовании в процессе ремонта
материалов, на которые отсутствуют сертификатные данные. Химический состав определяют
методами аналитического или спектрального анализа. Для аналитического метода отбирают стружку из основного металла или
сварного шва, а для спектрального анализа вырезают образец. При отбраковке
легированных сталей применяют неразрушающий метод – стилоскопирование переносными
приборами. Механические свойства основного металла и сварных соединений на
вырезках определяют по испытаниям образцов на растяжение и ударную вязкость.
8) Гидравлическое
испытание котла. Осуществляется для проверки прочности и плотности всех
элементов котла, работающих под давлением. Гидравлическое испытание следует проводить при положительных
результатах технического диагностирования и после устранения обнаруженных
дефектов. Температура
воды должна быть не менее 15°С. Время выдержки под пробным давлением должно
быть не менее 20 минут. Значение пробного давления следует устанавливать в
зависимости от разрешенного рабочего давления.
На основании полученных данных проводится расчет на прочность элементов котла. Далее должно быть оформлено заключение о техническом диагностировании котла.
Диагностируемый котел может быть
допущен к дальнейшей эксплуатации при расчетных или сниженных параметрах сроком
не более чем на четыре года на основании положительных результатов технического
диагностирования, прочностных расчетов и гидравлических испытаний при
соблюдении требований руководящих документов.