III. ФЕДЕРАЛЬНЫЕ НОРМЫ И ПРАВИЛА В ОБЛАСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ АТОМНОЙ ЭНЕРГИИ "ПРАВИЛА УСТРОЙСТВА И БЕЗОПАСНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ТРУБОПРОВОДОВ ПАРА И ГОРЯЧЕЙ ВОДЫ ДЛЯ ОБЪЕКТОВ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ АТОМНОЙ ЭНЕРГИИ" (НП-045-18)

Общие требования

66. Применяемые при изготовлении трубопроводов пара и горячей воды материалы и полуфабрикаты должны обеспечивать безопасные эксплуатационные параметры, определяемые их механическими свойствами, химическим составом, технологией изготовления, методами и объемом испытаний и контроля качества, гарантированным уровнем расчетных и технологических характеристик, и должны соответствовать требованиям ПКД и НД на материалы.

67. Допускается применение других материалов при условии, что качество и свойства материалов будут не ниже установленных в НД и ТУ и при наличии соответствующего заключения (разрешения, технического решения) эксплуатирующей организации, согласованного с проектной организацией и головной материаловедческой организацией.

68. Данные о качестве и свойствах материалов и полуфабрикатов должны быть подтверждены предприятием-изготовителем материала или полуфабриката и соответствующей маркировкой.

При отсутствии или неполноте сертификатных данных организация-изготовитель или организация, проводящая монтаж или ремонт трубопровода, должна провести исследования для определения недостающих данных с документированием результатов исследований.

69. При выборе материалов для трубопроводов, сооружаемых в районах с холодным климатом, кроме рабочих параметров должно учитываться влияние низких температур при эксплуатации, монтаже, погрузочно-разгрузочных работах и хранении, если оно не учтено в организационно-технических мероприятиях.

Стальные полуфабрикаты. Общие требования

70. Организация-изготовитель полуфабрикатов должна осуществлять контроль химического состава материала. В сертификат должны быть внесены результаты химического анализа, полученные непосредственно для полуфабрикатов, или аналогичные данные по сертификату на заготовку (кроме отливок), использованные для его изготовления.

71. Полуфабрикаты должны поставляться в термически обработанном состоянии. Режим термической обработки должен быть указан в сертификате организации-изготовителя полуфабриката.

Допускается поставка полуфабрикатов без термической обработки в следующих случаях:

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

2) если в организации - изготовителе оборудования полуфабрикат подвергается горячему формообразованию, совмещенному с термической обработкой, или последующей термической обработке.

В этих случаях организация - изготовитель полуфабрикатов должна контролировать свойства на термически обработанных образцах.

Допустимость использования полуфабрикатов без термической обработки должна быть подтверждена головной материаловедческой организацией.

72. Организация-изготовитель полуфабрикатов должна выполнять контроль механических свойств 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). Значения относительного сужения допускается приводить в качестве справочных данных. В случае, если нормируются значения относительного сужения, контроль относительного удлинения не обязателен.

73. Испытаниям на ударную вязкость должны подвергаться полуфабрикаты в соответствии с требованиями, указанными в НД, при толщине листа, толщине сплошной поковки и толщине стенки трубы или полой поковки (отливки) 12 мм и более или при диаметре круглого проката (поковки) 16 мм и более.

По требованию проектных организаций испытания на ударную вязкость должны проводиться для труб, листа и поковок с толщиной стенки 6 - 11 мм. Это требование должно содержаться в ПКД.

74. Испытаниям на ударную вязкость при температуре ниже 0 °C должен подвергаться металл деталей фланцевых соединений трубопроводов, проложенных на открытом воздухе, в грунте, каналах или в необогреваемых помещениях, где температура металла может быть ниже 0 °C, а также металл других деталей по требованию конструкторской организации, что должно быть указано в ПКД.

75. Испытания на ударную вязкость образцов с концентратором вида U (KCU) должны проводиться при 20 °C, а в случаях, предусмотренных пунктом 73 настоящих Правил, - при одной из температур, указанных в таблице N 3 настоящих Правил.

Таблица 3

Испытания на ударную вязкость образцов с концентратором вида V (KCV) в соответствии с ПКД на полуфабрикаты проводятся при 20 °C, 0 °C и - 20 °C.

Значение ударной вязкости, определяемое как среднее арифметическое по результатам трех испытаний, должно быть не менее 30 Дж/см2 (3,0 кгс · м/см2) для KCU и 25 Дж/см2 (2,5 кгс · м/см2) для KCV. Результат испытаний считается неудовлетворительным, если хотя бы один из результатов испытаний ниже минимально установленного значения более чем на 10 Дж/см2 (1,0 кгс · м/см2).

Критерий ударной вязкости KCU или KCV устанавливается организацией-проектантом в ПКД.

76. Испытаниям на ударную вязкость после механического старения должен подвергаться материал листов и проката для изготовления крепежных изделий из углеродистой, низколегированной марганцовистой и кремнемарганцовистой сталей, подлежащих в процессе изготовления деталей холодному формоизменению без последующего отпуска и предназначенных для работы при температурах 200 - 350 °C.

Значения ударной вязкости после механического старения должны соответствовать требованиям пункта 75 настоящих Правил.

77. Нормированные значения предела текучести при повышенных температурах должны быть указаны в ПКД на полуфабрикаты, предназначенные для деталей, работающих при расчетной температуре выше 150 °C; для углеродистых, низколегированных марганцовистых и кремнемарганцовистых сталей - до 400 °C; для хромомолибденовых и хромомолибденованадиевых сталей - до 450 °C; для высокохромистых и аустенитных сталей - до 525 °C.

Поддержание значений пределов текучести на уровне требований ПКД должно обеспечиваться соблюдением технологии производства и периодическим контролем продукции. Контрольные испытания на растяжение при повышенных температурах, предусматриваемые ПКД, а также выполняемые в период освоения новых материалов, следует проводить при одной из температур в указанном выше диапазоне, кратной 10 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.

78. Материал полуфабрикатов, предназначенных для работы при расчетной температуре выше значений, указанных в пункте 76 настоящих Правил, должен обладать длительной прочностью не ниже указанной в ПКД.

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

79. Перечень видов контроля механических характеристик допускается сократить по сравнению с указанным в таблицах N 1 - 6 приложения N 5 настоящих Правил при условии гарантий нормированных значений характеристик, выданных предприятием - изготовителем полуфабриката и согласованных специализированной организацией. Гарантии должны обеспечиваться использованием статистических методов обработки данных сертификатов изготовителя, результатов испытаний, включая испытания на растяжение, и проведением периодического контроля продукции, что должно найти отражение в ПКД.

Листовая сталь

Условия применения листовой стали и полос различных марок, виды обязательных испытаний и контроля должны соответствовать указанным в таблице N 1 приложения N 5 настоящих Правил.

Стальные трубы

80. Условия применения труб из сталей различных марок, НД на трубы, виды обязательных испытаний и контроля должны соответствовать указанным в таблицах N 2 и 3 приложения N 5 настоящих Правил.

81. Бесшовные трубы должны изготавливаться из катаной, кованой или центробежнолитой заготовки.

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

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

Допускается не проводить гидравлическое испытание бесшовных труб предприятием-изготовителем в случае, если труба подвергается по всей поверхности контролю физическими методами (радиографическим, УЗК или им равноценными).

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

Стальные поковки, штамповки, сортовой и фасонный прокат

85. Условия применения поковок (проката) из стали различных марок, НД на поковки, виды обязательных испытаний и контроля должны соответствовать указанным в таблице N 4 приложения N 5 настоящих Правил.

86. Допускается применение круглого проката наружным диаметром не более 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 трубопроводов и их элементов).

Радиографический контроль или УЗК допускается проводить на готовых деталях или после предварительной механической обработки.

87. Пределы применения, виды обязательных испытаний и контроля для штамповок, изготовленных из листа, должны удовлетворять требованиям для листа (таблица N 1 приложения N 5 настоящих Правил).

Стальные отливки

88. Условия применения отливок из стали различных марок, НД на отливки, виды обязательных испытаний и контроля должны соответствовать указанным в таблице N 5 приложения N 5 настоящих Правил.

89. После механической обработки минимальная толщина стенки отливок должна быть не меньше ее расчетной величины и не должна быть менее 6 мм.

90. Каждая полая отливка должна подвергаться гидравлическому испытанию пробным давлением в соответствии с НД на отливки.

Гидравлические испытания отливок, прошедших сплошной радиографический контроль или УЗК в организации-изготовителе, допускается совмещать с испытанием узла или всего трубопровода пробным давлением, установленным ТУ для узла или всего трубопровода.

Крепежные детали

91. Условия применения отливок из стали различных марок, НД на отливки, виды обязательных испытаний и контроля должны соответствовать указанным в таблице N 6 приложения N 5 настоящих Правил.

92. Материалы крепежных деталей должны выбираться с коэффициентом линейного расширения, близким к аналогичному коэффициенту материала фланцев, причем разница в этих коэффициентах 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 случае, если расчетная температура крепежных деталей при эксплуатации трубопроводов не превышает 50 °C.

93. Крепежные детали, изготовленные холодным деформированием, должны подвергаться термической обработке-отпуску (за исключением деталей из углеродистой стали, работающих при температурах до 200 °C).

Накатка резьбы не требует последующей термической обработки.

94. 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).

Резьбовая часть шпилек (болтов) должна выступать над гайкой не менее чем на 2 - 3 витка.

Чугунные отливки

95. Условия применения отливок из чугуна различных марок, НД на чугунные отливки, виды обязательных испытаний и контроля должны соответствовать указанным в таблице N 7 приложения N 5 настоящих Правил.

Чугунные отливки допускается применять для изготовления трубопроводов, отнесенных к 4 классу безопасности.

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

97. Отливки из ковкого или высокопрочного чугуна должны применяться в термически обработанном состоянии.

98. Каждая полая отливка должна подвергаться гидравлическому испытанию пробным давлением, указанным в ПКД, но не менее 0,3 МПа.

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

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

Цветные металлы и сплавы

101. Корпусные детали арматуры, корпуса крышек и детали КИП, эксплуатируемые при температуре не выше 250 °C, допускается изготавливать из бронзы и латуни.

102. Гидравлические испытания корпусов арматуры должны проводиться в соответствии с НД.

Требования к сталям новых марок

103. Применение для изготовления, ремонта и реконструкции (модернизации) трубопроводов материалов и полуфабрикатов новых марок, не приведенных в НД, допускается при наличии положительного заключения специализированной проектной организации и головной материаловедческой организации, согласованного с эксплуатирующей организацией.

В заключении должны быть представлены данные об основных механических, физических и технологических свойствах материалов в состоянии после основной и дополнительной термической обработки.

104. Механические свойства (временное сопротивление, условный предел текучести при остаточной деформации 1% для аустенитных 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 рекомендуемую максимальную.

Температура 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 и 0,7 - для легированной стали. Для крепежа указанное отношение должно быть не более 0,8.

105. Для материалов, предназначенных для работы при высоких температурах, вызывающих ползучесть, должны быть представлены опытные данные с целью установления значений пределов длительной прочности на ресурс 104, 105, 2 · 105, 3 · 105 ч и условного предела ползучести для температур, при которых рекомендуется применение стали.

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

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

107. Чувствительность стали к наклепу должна быть оценена по изменению ее длительной прочности и 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.

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

109. Свариваемость стали при существующих видах сварки должна быть подтверждена данными испытаний сварных соединений, выполненных по применяемой технологии с использованием соответствующих присадочных материалов. Результаты испытаний сварных соединений должны подтвердить их работоспособность, установить степень влияния на их эксплуатационные свойства технологии сварки, режима их термической обработки.

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

110. При создании новых материалов в отдельных случаях необходимо учитывать специфические условия их применения, вызывающие потребность в расширении требований оценки соответствующих свойств как стали, так и ее сварных соединений:

1) при отрицательных температурах - оценка хладностойкости;

2) при циклических нагрузках - оценка циклической прочности;

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

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

1) значения модуля упругости при различных температурах;

2) значения среднетермического коэффициента линейного расширения в соответствующем температурном интервале;

3) значения коэффициента теплопроводности при соответствующих температурах.

112. Организациями - изготовителями полуфабрикатов или соответствующими специализированными организациями должна быть подтверждена возможность изготовления полуфабрикатов из стали рекомендуемой марки необходимого сортамента с соблюдением установленного уровня свойств стали.