III. ФЕДЕРАЛЬНЫЕ НОРМЫ И ПРАВИЛА В ОБЛАСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ АТОМНОЙ ЭНЕРГИИ "ПРАВИЛА УСТРОЙСТВА И БЕЗОПАСНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ПАРОВЫХ И ВОДОГРЕЙНЫХ КОТЛОВ ДЛЯ ОБЪЕКТОВ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ АТОМНОЙ ЭНЕРГИИ" (НП-046-18)

Общие положения

72. Применяемые при изготовлении котлов материалы и полуфабрикаты должны обеспечивать безопасные эксплуатационные параметры, определяемые их механическими свойствами, химическим составом, технологией изготовления, методами и объемами испытаний и контроля качества, гарантированным уровнем расчетных и технологических характеристик, и должны соответствовать требованиям ПКД и НД на материалы.

73. Допускается применение других материалов при условии, что качество и свойства материалов будут не ниже установленных в ПКД и при наличии соответствующего обоснованного технического решения о замене материала, согласованного с организацией-изготовителем котла, и заключения головной материаловедческой организации. Копия указанного решения (заключения) должна быть приложена к паспорту котла.

74. Поставка полуфабрикатов для изготовления, монтажа, ремонта и реконструкции (модернизации) котлов должна проводиться по ПКД и документации организации-изготовителя котла.

75. Перед изготовлением, монтажом, наладкой, ремонтом и реконструкцией (модернизацией) котла должен проводиться входной контроль основных и сварочных материалов и полуфабрикатов в соответствии с ТД.

76. При выборе материалов для котлов, поставляемых в районы с холодным климатом, кроме рабочих параметров должно учитываться влияние низких температур при хранении, монтаже, наладке, ремонте, реконструкции (модернизации) и эксплуатации котла.

Организационно-технические мероприятия и методика учета влияния низких температур должны быть указаны в инструкции по монтажу и эксплуатации котла.

77. Каждый полуфабрикат, используемый при изготовлении, монтаже, наладке, ремонте или реконструкции (модернизации) котла, должен иметь маркировку, содержащую обозначение организации-изготовителя, марку стали, стандарт или технические условия (далее - ТУ) на его изготовление.

Способ маркировки устанавливается документацией изготовителя на полуфабрикат, при этом должно быть исключено недопустимое изменение свойств металла полуфабриката и обеспечена при возможности сохранность маркировки в течение всего периода его эксплуатации.

78. Маркировка труб диаметром 25 мм и более, толщиной стенки 3 мм и более должна иметь обозначение товарного знака организации-изготовителя, марку стали и номер партии. Для труб диаметром менее 25 мм любой толщины и диаметром более 25 мм и толщиной менее 3 мм допускается проводить маркировку на бирках, привязываемых к пакетам труб; в маркировке указываются: товарный знак организации-изготовителя, размер труб, марка стали, номер партии, номер нормативной документации на их изготовление.

Стальные полуфабрикаты

Общие требования

79. Организация-изготовитель полуфабрикатов должна контролировать химический состав материала. Сопроводительные документы на полуфабрикат должны содержать результаты химического анализа, полученные непосредственно для полуфабриката или для заготовки (кроме отливок), использованной для его изготовления.

80. Полуфабрикаты должны поставляться в термически обработанном состоянии. Режим термической обработки должен быть указан в сопроводительной документации организации-изготовителя полуфабриката.

Допускается поставка полуфабрикатов без термической обработки, если:

1) механические и технологические характеристики металла, установленные в НД на металл, обеспечиваются технологией изготовления полуфабриката;

2) при изготовлении, ремонте или реконструкции (модернизации) котла полуфабрикат подвергается горячему формообразованию, совмещенному с термической обработкой или с последующей термической обработкой.

В указанных случаях поставщик контролирует свойства полуфабрикатов на термически обработанных образцах.

В других случаях допустимость использования полуфабрикатов без термической обработки должна быть подтверждена заключением головной материаловедческой организацией.

81. Организация-изготовитель полуфабрикатов должна контролировать механические свойства металла путем испытаний на растяжение при 20 °C с определением временного сопротивления, условного предела текучести при остаточной деформации 0,2 или 1% или физического предела текучести, относительного удлинения и относительного сужения (если испытания проводятся на цилиндрических образцах). В случаях, когда нормируются значения только относительного сужения, контроль относительного удлинения не является обязательным.

82. Испытаниям на ударную вязкость должны подвергаться полуфабрикаты в соответствии с требованиями настоящих Правил при толщине листа, поковки (отливки) или стенки трубы 12 мм и более или при диаметре круглого проката (поковки) 16 мм и более.

83. Испытаниям на ударную вязкость при температуре ниже 0 °C должен подвергаться металл деталей фланцевых соединений трубопроводов, проложенных на открытом воздухе, в грунте, каналах или необогреваемых помещениях, в которых температура металла может быть ниже 0 °C, а также других деталей, указанных в ПКД.

84. Испытания на ударную вязкость на образцах с концентратором типа U должны проводиться при -20 °C, а в случаях, предусмотренных пунктом 83 настоящих Правил, - при одной из температур, указанных в таблице N 1 настоящих Правил.

Таблица N 1

Испытания на ударную вязкость на образцах с концентратором типа V в соответствии с НД на полуфабрикаты проводятся при 20 °C и -20 °C.

Значение ударной вязкости при указанных температурах испытаний должно быть не ниже KCU = 30 Дж/см2; KCV = 25 Дж/см2. При оценке ударной вязкости определяется среднеарифметическое трех результатов испытаний с отклонением минимального значения для отдельного образца не более чем на 10 Дж/см2 от нормы, но не ниже указанных выше значений.

Критерий ударной вязкости KCU или KCV выбирается организацией-разработчиком котла и указывается в ПКД.

85. Испытаниям на ударную вязкость после механического старения должен подвергаться материал листов и проката для крепежа из углеродистой, низколегированной марганцовистой и кремнемарганцовистой сталей, подлежащих в процессе изготовления деталей холодному формоизменению без последующего отпуска и предназначаемых для работы при температурах 200 - 350 °C. Нормы по значениям ударной вязкости после механического старения должны соответствовать требованиям пункта 84 настоящих Правил.

86. Нормированные значения предела текучести при повышенных температурах должны быть указаны в НД на полуфабрикаты, предназначенные для деталей, работающих при расчетной температуре более 150 °C: для углеродистых и низколегированных марганцовистых и кремнемарганцовистых сталей - до 400 °C, для хромомолибденовых и хромомолибденованадиевых сталей - до 450 °C и для высокохромистых и аустенитных сталей - до 525 °C. Поддержание значений пределов текучести на уровне требований НД должно обеспечиваться соблюдением технологии производства и периодическим контролем продукции. Контрольные испытания на растяжение при повышенных температурах, предусматриваемые НД, а также выполняемые в период освоения новых материалов, следует проводить при одной из температур в указанном выше диапазоне, кратной 10 °C или 25 °C. При этом условный предел текучести при остаточной деформации 0,2 или 1% должен нормироваться как сдаточная характеристика, а временное сопротивление, относительное сужение или удлинение определяются как справочные данные.

87. Материал полуфабрикатов, предназначенных для работы при расчетной температуре выше значений, указанных в пункте 86 настоящих Правил, должен обладать длительной прочностью, не ниже указанной в НД на материал.

Гарантируемые значения пределов длительной прочности при ресурсе 104, 105 и 2·105 ч должны быть обоснованы статистической обработкой данных испытаний, периодическим контролем продукции и подтверждены положительным заключением головной материаловедческой организации.

88. Перечень видов контроля механических характеристик допускается сократить по сравнению с указанным в НД на материал при условии предоставления организацией-изготовителем полуфабриката соответствующих гарантий. Гарантии должны обеспечиваться использованием статистических методов обработки данных сертификатов организации-изготовителя, результатов испытаний, включая испытания на растяжение, и проведением периодического контроля продукции. Использование указанных методов должно быть предусмотрено в ПКД. Обеспечение гарантий должно быть подтверждено положительным заключением головной материаловедческой организации.

Листовая сталь

89. Условия применения листовой стали и стальных полос различных марок, виды обязательных испытаний и контроля должны соответствовать НД на листовую сталь.

Стальные трубы

90. Условия применения труб из сталей различных марок, виды обязательных испытаний и контроля должны соответствовать НД на трубы.

91. Бесшовные трубы должны изготавливаться из катаной, кованой, непрерывнолитой и центробежнолитой заготовок.

92. Применение электросварных труб с продольным или спиральным соединением допускается при условии выполнения радиографического контроля или УЗК сварного шва по всей длине.

93. Каждая бесшовная или сварная труба должна проходить гидравлическое испытание пробным давлением, указанным в НД на трубы.

Допускается не проводить гидравлическое испытание бесшовных труб в следующих случаях:

1) если труба подвергается по всей поверхности радиографическому контролю или УЗК;

2) для труб при рабочем давлении 5 МПа и ниже, если организация-изготовитель труб гарантирует положительные результаты гидравлических испытаний.

94. Применение экспандированных труб без последующей термической обработки для температур выше 150 °C из материала, не проходившего контроль на ударную вязкость после механического старения, допускается для прямых участков при условии, что пластическая деформация при экспандировании не превышает 3%.

95. Сварные трубы для параметров и условий, не указанных в НД на трубы, допускаются к применению на основании положительного заключения головной материаловедческой организации по результатам исследований, подтверждающих их прочность и надежность.

Стальные поковки, штамповки и прокат

96. Условия применения поковок, штамповок и проката из сталей различных марок, виды обязательных испытаний и контроля должны соответствовать НД на поковки.

97. Допускается применение круглого проката наружным диаметром до 80 мм для изготовления деталей методом холодной механической обработки. Для полых круглых деталей с толщиной стенки не более 40 мм и длиной до 200 мм допускается использование круглого проката наружным диаметром не более 160 мм. Прокат должен подвергаться радиографическому контролю или УЗК по всему объему в организации-изготовителе проката или в организации-изготовителе котла.

Допускается проводить неразрушающий контроль на готовых деталях или после предварительной механической обработки.

98. Условия применения, виды обязательных испытаний и контроля для поковок, штамповок и проката должны соответствовать требованиям НД на поковки.

Стальные отливки

99. Условия применения отливок из сталей различных марок, виды обязательных испытаний и контроля должны соответствовать НД на отливки.

100. Минимальная толщина стенки отливок после механической обработки должна быть не меньше расчетной толщины, но не менее 6 мм.

101. Отливки из углеродистых сталей с содержанием углерода не более 0,28% могут свариваться без предварительного подогрева.

102. Каждая полая отливка должна подвергаться гидравлическому испытанию пробным давлением, указанным в НД на отливки.

Гидравлические испытания отливок, прошедших в организации-изготовителе сплошной радиографический контроль или УЗК, допускается совмещать с гидравлическими испытаниями элементов котла пробным давлением, установленным НД.

Крепеж

103. Условия применения сталей различных марок для крепежа, вид обязательных испытаний и контроля должны соответствовать НД на крепеж.

104. Материалы крепежных деталей должны выбираться с коэффициентом линейного расширения, близким по значению аналогичному коэффициенту материала фланцев, при этом разница в коэффициентах линейного расширения не должна превышать 10%. Применение сталей с различными коэффициентами линейного расширения (более 10%) допускается в случаях, обоснованных расчетом на прочность или экспериментальными исследованиями, а также в тех случаях, когда расчетная температура крепежа не превышает 50 °C.

105. При изготовлении крепежных деталей холодным деформированием они должны подвергаться термической обработке - отпуску (за исключением деталей из углеродистой стали, работающих при температурах до 200 °C).

При выполнении резьбы методом накатки последующая термическая обработка крепежных деталей не требуется.

106. Гайки и шпильки (болты) должны изготавливаться из сталей разных марок, а при изготовлении из сталей одной марки - с разной твердостью. При этом твердость гайки должна быть ниже твердости шпильки (болта). Длина шпилек (болтов) должна превышать резьбовую часть над гайкой не менее чем на 2 - 3 витка и соответствовать требованиям НД на крепеж.

Чугунные отливки

107. Условия применения отливок из чугуна различных марок, виды обязательных испытаний и контроля должны соответствовать НД на чугунные отливки.

108. Толщина стенок литых деталей из чугуна после механической обработки должна быть не мене 4 мм и не более 50 мм.

109. Чугунные отливки из высокопрочного чугуна должны применяться в термически обработанном состоянии.

110. Каждая полая отливка должна подвергаться гидравлическому испытанию пробным давлением, указанным в НД на отливки, но не менее 0,3 МПа.

111. Применение чугунных отливок для элементов котлов и арматуры, подвергающихся динамическим нагрузкам и термическим ударам, не допускается.

112. Для изготовления запорных органов, продувочных, спускных и дренажных линий должны применяться отливки из ковкого или высокопрочного чугуна.

Цветные металлы и сплавы

113. Для изготовления деталей арматуры и контрольно-измерительных приборов (далее - КИП), эксплуатируемых при температуре не более 250 °C, допускается применять бронзу и латунь.

114. Гидравлические испытания корпусов арматуры должны проводиться в соответствии с НД на трубопроводную арматуру.

Сталь новых марок

115. Применение материалов и полуфабрикатов, изготовленных из новых марок стали, разрешается при наличии соответствующего обоснованного технического решения о замене материала, согласованного с организацией-разработчиком и (или) организацией-изготовителем котла, а в случае их отсутствия - на основании заключения головной материаловедческой организации, разработанного с учетом данных об основных механических, физических и технологических свойствах материалов в состоянии после основной и дополнительной термических обработок.

Копия указанного решения (заключения) должна быть приложена к паспорту котла.

116. Механические свойства (временное сопротивление, условный предел текучести при остаточной деформации 1% для аустенитных и хромоникелевых сталей и 0,2% - для остальных марок сталей) должны быть исследованы в интервале от 20 °C до температуры, не менее чем на 50 °C превышающей максимально рекомендуемую.

Температура испытаний должна выбираться из условий получения четкой зависимости изменения прочностных характеристик стали от температуры. Интервалы по температуре должны быть не более 50 °C.

Для листа и труб величина отношения нормативных значений предела текучести к временному сопротивлению при температуре 20 °C должна быть не более 0,6 для углеродистой стали и 0,7 - для легированной. Для крепежа указанное отношение должно быть не более 0,8.

117. По материалам, предназначенным для работы при высоких температурах, вызывающих ползучесть, должны быть представлены опытные данные, позволяющие установить значения пределов длительной прочности на 104, 105 и 2 · 105 ч и условный предел ползучести.

Количество проведенных кратковременных и длительных испытаний и их продолжительность должны быть достаточными для определения характеристик прочности стали и оценки разброса указанных характеристик с учетом размеров полуфабриката (толщины стенки) и предусмотренных ТУ отклонений по механическим свойствам (с минимальными и максимальными значениями), химическому составу (должен быть исследован металл плавок с наименее благоприятным в отношении жаропрочности содержанием легирующих элементов).

118. В случае склонности стали к структурным изменениям в процессе эксплуатации должны быть представлены данные, характеризующие указанные изменения и влияние их на эксплуатационные свойства стали.

119. Чувствительность стали к наклепу должна быть оценена по изменению ее длительной прочности, длительной пластичности путем сравнительных испытаний наклепанного и ненаклепанного материалов.

Материал полуфабрикатов, подвергающихся при переделе холодной деформации, должен быть проверен на отсутствие склонности к механическому старению.

120. Возможность применения стали должна быть подтверждена данными о ее сопротивляемости хрупким разрушениям, полученными путем испытаний на ударную вязкость или иным методом, выбранным исходя из условий работы материала в изделии.

121. Свариваемость стали должна быть подтверждена данными испытаний сварных соединений, выполненных по рекомендуемой технологии с применением соответствующих присадочных материалов. Результаты испытаний сварных соединений должны подтвердить их работоспособность, установить степень влияния технологии сварки и режима термической обработки на свойства сварных соединений.

Для жаропрочных материалов должны быть представлены данные о длительной прочности сварных соединений, сопротивляемости локальным разрушениям в околошовной зоне при длительной работе.

122. При разработке новых материалов необходимо учитывать условия их работы, вызывающие необходимость в расширении требований оценки соответствующих свойств стали и ее сварных соединений:

1) в случае работы при отрицательных температурах - оценки хладостойкости;

2) при циклических нагрузках - оценки циклической прочности;

3) при активном воздействии среды - оценки коррозионно-механической прочности.

123. Для стали новой марки должны быть представлены следующие данные по ее физическим свойствам:

1) значения модуля упругости при различных температурах;

2) значения коэффициента линейного расширения в соответствующем температурном интервале;

3) значения коэффициента теплопроводности при соответствующих температурах.

124. Возможность изготовления полуфабрикатов из стали рекомендуемой марки должна быть обоснована организацией-изготовителем полуфабрикатов или головной материаловедческой организацией.