Почему потребовалась переработка Типовой инструкции РД10-577-03 по контролю металла оборудования ТЭС?
Этот документ устарел и утратил актуальность ряда ключевых положений и требований как организационно-процедурного, так и технического характера. Произошли изменения в энергетике, появились новые материалы и данные по эксплуатации оборудования. В рамках реформы контрольно-надзорной деятельности инструкция подлежала отмене с 2021 года, что требовало срочной разработки обновленной версии документа.
Какие ключевые изменения были внесены в новую редакцию документа по сравнению с предыдущей Типовой инструкцией?
Был расширен перечень нормируемых элементов и материалов их изготовления. Увеличен объем данных по значениям назначенного ресурса оборудования. Добавлен новый раздел, регулирующий контроль металла при продлении срока службы. Существенно расширена и актуализирована система норм и критериев качества металла по результатам контроля. Внесены уточнения в организационно-процедурную часть документа.
Какие новые материалы добавлены в перечень нормируемых Правилами?
Это прежде всего новые высоколегированные жаропрочные стали, такие как хромистые мартенситного класса 10Х9МФБ и Х10CrMoVNb9-1, а также импортная барабанная сталь 15NiCuMoNb5. Для них введены значения назначенного ресурса и нормы качества металла по результатам контроля.
Почему был добавлен раздел по контролю металла при продлении ресурса?
В предыдущей Типовой инструкции он отсутствовал, соответствующие требования содержались лишь фрагментарно. А это важнейший этап, определяющий возможность дальнейшей безопасной эксплуатации оборудования. Поэтому было целесообразно выделить контроль при продлении ресурса в самостоятельный раздел с регламентацией методов, объемов исследований, в том числе на вырезках из металла.
Как изменились объемы штатного контроля металла оборудования ТЭС?
Для традиционных элементов из привычных материалов они практически не изменились по сравнению с Типовой инструкцией. Некоторое увеличение объемов предусмотрено для новых материалов и элементов нетрадиционного исполнения в связи с недостаточностью опыта их эксплуатации.
В чем заключалась модернизация системы норм и критериев качества металла оборудования ТЭС?
Были введены дополнительные количественные нормы для ряда важных диагностических параметров, таких как остаточная деформация ползучести, твердость металла и др. Также добавлены нормы качества и критерии предельного состояния для новых материалов. Вместе с тем смягчены отдельные жесткие требования путем допущения проведения компенсирующих мероприятий взамен немедленной отбраковки элементов.
Как в новых Правилах регламентируется процедура продления срока службы оборудования ТЭС?
Эксперт: Прописан общий организационный порядок продления ресурса и перечни необходимых мероприятий для оценки технического состояния конкретных видов оборудования. Особое внимание уделено методикам расчетно-аналитической оценки остаточного индивидуального ресурса с учетом реальных условий предшествующей эксплуатации и результатов диагностического контроля металла.
Какие методики предназначены для расчетной оценки остаточного ресурса элементов оборудования ТЭС?
В Правилах приведены подходы к определению эквивалентных параметров предшествующей эксплуатации и соответствующей эквивалентной наработки с учетом переменных температур и давлений. На их основе вычисляется остаточный ресурс при заданных условиях последующей работы либо по разности с полным расчетным ресурсом, либо исходя из оцененной доли выработки ресурса за пройденный период.
Насколько важно принятие новых Правил для обеспечения надежности и безопасности оборудования действующих ТЭС?
Принятие обновленных Правил имеет принципиально важное значение для поддержания надежности и безопасности оборудования действующих ТЭС.
Во-первых, новый документ позволяет сохранить преемственность системы эксплуатационного контроля металла оборудования, сложившейся в отрасли на протяжении десятилетий и зарекомендовавшей свою эффективность.
Во-вторых, обновленные Правила отражают современное состояние нормативно-технической базы в области промышленной безопасности, учитывают новые материалы и конструкции оборудования, опыт его эксплуатации. Это позволяет поддерживать контроль технического состояния на уровне текущих требований.
В-третьих, наличие актуальных норм, критериев и методик контроля металла дает возможность своевременно и достоверно выявлять дефекты, оценивать состояние и остаточный ресурс оборудования, что критически важно для обоснованного продления срока его эксплуатации и предотвращения аварийных ситуаций.
Таким образом, внедрение разработанных Правил будет способствовать повышению надежности и безопасности оборудования ТЭС, снижению аварийности и рисков при его дальнейшей эксплуатации.
Какие новшества внесены в типовые программы штатного эксплуатационного контроля металла оборудования ТЭС?
Из наиболее существенных - оптимизация регламента контроля гибов необогреваемых трубопроводов путем замены громоздкой процедуры оценки их ресурса и замены, прописанной в РД 34.17.417, на более простой подход согласно СТО 17230282.27.100.005-2008. Это новшество, предложенное еще 10 лет назад, зарекомендовало себя положительно.
Также для элементов из новых материалов предусмотрен несколько расширенный объем контроля по сравнению с традиционными сталями, что объясняется пока недостаточной статистикой опыта их эксплуатации. В целом же объемы штатного контроля традиционных элементов практически не изменились.
Какие особенности имеет контроль металла элементов из новых хромистых мартенситных сталей типа 10Х9МФБ?
Для таких сталей в Правила включены впервые разработанные специальные шкалы микроповрежденности металла при ползучести. Они позволяют оценить текущее состояние и остаточный ресурс по критериям микроструктуры. Также для хромистых сталей предусмотрен контроль остаточной деформации ползучести, несмотря на ее относительно невысокие темпы накопления на начальных стадиях. Это необходимо, чтобы не пропустить переход к опасной лавинной стадии развития деформаций при приближении ресурса к исчерпанию.
Какие вопросы вызвали дискуссии при обсуждении проекта нового документа по контролю состояния металла оборудования ТЭС?
Один из дискуссионных моментов - целесообразность сохранения в программах контроля требования об измерении овальности гибов трубопроводов, работающих при температурах ниже начала ползучести металла. Однако этот параметр важен для прочностных расчетов элементов, а его регулярный контроль предусмотрен лишь однократно за весь срок службы.
Также высказывались мнения об излишестве контроля остаточных деформаций на высокотемпературных элементах. Однако это объективный критерий оценки процесса ползучести металла, особенно на заключительной стадии развития деформаций, когда их темп резко возрастает. Поэтому отказ от такого контроля был бы необоснованным.
В чем заключается гибкость подхода к оценке качества металла оборудования ТЭС по результатам контроля согласно новым Правилам?
Если ранее ряд норм качества носил жесткий, безальтернативный характер, то теперь при неполном их выполнении допускается проведение компенсирующих мероприятий вместо немедленной отбраковки элементов. Например, дополнительные виды или объемы контроля, ограничения режимов эксплуатации и т.д. Это дает возможность более гибкого подхода к оценке состояния элементов и принятию решения об их допуске в работу, не нарушая принципа безопасности.
Какие требования предъявляются к методам и средствам неразрушающего контроля металла оборудования ТЭС согласно новым Правилам?
В Правилах сформулированы ключевые требования к таким методам, как визуально-измерительный, ультразвуковой, капиллярный, к контролю магнитными частицами и измерению твердости металла. Они касаются особенностей применения этих методов к оборудованию ТЭС с учетом выявляемых дефектов и конструкции элементов. Требования не дублируют, а дополняют положения действующих стандартов по каждому из методов контроля применительно к данному классу объектов.
Какие деструктивные исследования металла оборудования предусмотрены в новых Правилах и в каких случаях?
Это прежде всего металлографические исследования структуры и микроповрежденности металла, в том числе с применением реплик, а также механические испытания образцов на разрыв и ударный изгиб. Такие исследования рекомендуются на вырезках из наиболее ответственных и длительно эксплуатируемых элементов паропроводных систем при сроках службы свыше 250-400 тыс. часов, особенно на третьем и последующих этапах продления ресурса. Это позволяет объективно оценить текущее состояние металла и обосновать возможность дальнейшей эксплуатации.
Какие коэффициенты запаса прочности рекомендуется применять при расчетных оценках ресурса элементов оборудования ТЭС?
В типовом варианте следует использовать нормативные коэффициенты запаса согласно действующим Правилам прочности. Лишь в особых случаях, например, при получении заниженных значений остаточного ресурса, допускается применение пониженных, но обоснованных коэффициентов. Это дает определенную гибкость подхода к оценке ресурса, исключая его чрезмерное занижение. Но такие решения должны быть строго аргументированы.
Какие факторы определяют достоверность контроля остаточных деформаций ползучести на высокотемпературных элементах оборудования ТЭС?
Ключевое значение имеет культура организации и тщательность проведения такого контроля - точный выбор мест установки реперов, их надежное закрепление, исключение погрешностей при периодических измерениях, ведение журналов результатов и их анализ. При соблюдении всех требований контроль деформаций дает объективную информацию о развитии процесса ползучести металла и оценке степени исчерпания ресурса высокотемпературных элементов.