ГОСТ 31901-2013. Межгосударственный стандарт. Арматура трубопроводная для атомных станций. Общие технические условия

5.3 Конструктивные требования

5.3.1 Общие требования

5.3.1.1 Арматура должна быть прочной, плотной и герметичной относительно внешней среды по подвижным и неподвижным соединениям. Арматура не должна терять герметичность по отношению к внешней среде при отказе отключающих устройств привода в любом положении ЗЭл (РЭл).

Прочность основных деталей арматуры подтверждают расчетом и испытаниями при пробном давлении P_h (P_пр).

5.3.1.2 Детали подвижных соединений арматуры должны перемещаться плавно, без рывков и заеданий.

5.3.1.3 Для запорной арматуры с верхним уплотнением предусматривают возможность контроля его герметичности.

5.3.1.4 Арматура с ручным управлением должна закрываться вращением маховика (рукоятки) по часовой стрелке. При вращении по часовой стрелке маховика (рукоятки) арматуры или ручного дублера привода ЗЭл (РЭл) должен перемещаться в направлении закрытия.

5.3.1.5 Значение условной пропускной способности K_vу для регулирующей арматуры рекомендуется принимать в диапазоне от 1,1 до 1,7 расчетного значения пропускной способности K_vр.

5.3.1.6 Арматура со встроенным электроприводом должна допускать возможность его поворота относительно оси шпинделя на угол, кратный 30° или 45°.

5.3.2 Требования к арматуре 1, 2 и 3-го классов безопасности

5.3.2.1 Расчеты на прочность выполняют в соответствии с требованиями [6].

Расчеты на прочность корпусных деталей арматуры выполняют с учетом механических нагрузок и температурных воздействий, соответствующих расчетным режимам НЭ и ННЭ.

Нагрузки от трубопроводов приведены в [7]. Допускается принимать значения нагрузок от трубопроводов, отличные от приведенных в [7] нагрузок, если это подтверждается соответствующим расчетным обоснованием. Нагрузки могут быть определены также по методике, приведенной в приложении Е, или по методике [8]. Нагрузки от трубопроводов указывают в ТУ.

5.3.2.2 Присоединение арматуры к оборудованию и трубопроводам - сваркой, если в ТУ (ТЗ) не указано иное. Тип и размеры разделки концов присоединительных патрубков арматуры и трубопроводов - по [7] и [9] или по требованию заказчика. При подготовке трубопроводов под сварку разрешается округлять допуски на диаметр расточки до ближайшего меньшего значения, кратного 0,1 мм. Для арматуры III контура АС с реакторами БН тип разделки определяет разработчик проекта АС.

5.3.2.3 Фланцевую арматуру (предохранительную, гермоклапаны и др.) присоединяют к оборудованию и трубопроводам фланцами по ГОСТ 33259 или, по согласованию с заказчиком, по КД.

5.3.2.4 Габаритные размеры арматуры (строительные длины и высоты, смещение патрубков арматуры) указывают в ТУ и ЭД. Рекомендуемые значения габаритных размеров приведены в приложении Ж. По согласованию с заказчиком допускается изготовлять арматуру с другими значениями строительных длин и высот.

5.3.2.5 Для арматуры, находящейся в контакте с двухфазной средой, должны быть предусмотрены покрытия и (или) другие конструктивные мероприятия по защите корпуса и выемных деталей арматуры, соприкасающихся с рабочей средой. Требования к защите от эрозионного износа указывают в ТЗ и (или) ТУ.

Для регулирующей арматуры в ТУ и РЭ указывают условия эксплуатации, снижающие вероятность возникновения кавитации.

5.3.2.6 Для сигнализации о крайних положениях ЗЭл запорной арматуры с электроприводом следует применять датчики положения (концевые переключатели), входящие в состав электропривода. Для арматуры других типов необходимость установки датчиков указывают в ТЗ (ТУ). Тип переключателей указывают в ТУ и ЭД.

Регулирующую арматуру 1-го и 2-го классов безопасности, у которой несанкционированное перемещение РЭл может повлиять на безопасность АС, по требованию заказчика комплектуют устройством для формирования сигнала о положении РЭл во всем диапазоне хода арматуры для передачи в информационно-вычислительную систему. Тип устройства указывают в ТУ и ЭД.

5.3.2.7 Арматура должна быть работоспособна в течение всего срока службы при следующих скоростях рабочей среды во входном патрубке арматуры (если иное не указано в ТУ):

а) для жидких сред:

- до 5 м/с в номинальном режиме,

- до 7,5 м/с в течение 1000 ч за срок службы,

- до 25 м/с в трубопроводе на выходе из арматуры в течение 10 ч/год для арматуры САОЗ и систем аварийного охлаждения реактора, что оговаривается в ТЗ и ТУ;

б) для пара и газа:

- до 60 м/с в номинальном режиме,

- до 100 м/с в течение 1000 ч за срок службы.

5.3.2.8 Установочное положение и направление подачи рабочей среды (одностороннее или двустороннее) указывают в ТУ и ЭД.

Установочное положение арматуры на трубопроводе:

- запорной (в том числе отсечной), регулирующей:

а) DN <= 50 и с ручным приводом всех DN - любое,

б) DN > 50 - любое, рекомендуемое положение - вертикальное приводом вверх,

в) обратных затворов - в соответствии с КД, при этом допускается отклонение на +/- 3° от положения, предусмотренного в КД,

г) предохранительной арматуры - по согласованию с заказчиком.

5.3.2.9 Запорная арматура (кроме запорной арматуры с ЭМП) с двусторонним направлением подачи среды должна быть работоспособна при полном перепаде давления со стороны каждого патрубка при закрытом положении ЗЭл арматуры, а также в момент уплотнения и начала открытия. Запорная арматура с ЭМП при одностороннем направлении подачи среды должна быть работоспособна при полном перепаде давления. Допускается по согласованию с заказчиком разрабатывать запорную арматуру с односторонним направлением подачи рабочей среды или не на полный перепад давления.

Абзац исключен с 1 сентября 2018 года. - Изменение N 1, введенное в действие Приказом Росстандарта от 20.03.2018 N 132-ст.

5.3.2.10 Шаровые краны с плавающей пробкой рекомендуется применять для следующих параметров:

- DN <= 15 при PN <= 250;

- DN <= 20 при PN <= 160;

- DN <= 40 при PN <= 25.

Для других параметров должна применяться конструкция шаровых кранов с пробкой в опорах.

Предпочтительными являются конструкции шаровых кранов межфланцевых, а также конструкции с верхним или нижним разъемом, в которых выемные детали могут быть заменены через разъем без вырезки корпуса крана из трубопровода.

Поворот ЗЭл крана (шаровой пробки) должен быть ограничен двумя упорами.

5.3.2.11 Режимы изменения параметров рабочей среды должны соответствовать [7] и (или) ИТТ. По требованию заказчика режимы изменения параметров рабочей среды, отличные от приведенных в [7], указывают в ТУ и ЭД.

5.3.2.12 Арматура, предназначенная для работы на вакууме, должна иметь возможность заполнения полости водой при закрытом положении ЗЭл для обеспечения герметичности относительно внешней среды и затвора при абсолютном давлении до 3,5 кПа.

5.3.2.13 Необходимость установки замковых устройств, исключающих несанкционированное открытие или закрытие запорной арматуры, оговаривают в ТЗ.

5.3.2.14 При исчезновении электропитания ЗЭл электроприводной арматуры (кроме арматуры с ЭМП) не должен менять своего положения, а арматура, предназначенная для установки в системах безопасности, должна сохранять свое положение в течение времени не менее 24 ч.

Арматура с ЭМП при исчезновении электропитания должна приходить в исходное состояние (открытое или закрытое). Исполнение арматуры с ЭМП указывают в ТУ и ЭД.

5.3.2.15 Усилие на маховике (рукоятке) арматуры с ручным управлением или ручном дублере привода (исполнительного механизма) не должно превышать:

- 295 Н - при перемещении ЗЭл или РЭл;

- 450 Н - при отрыве ЗЭл или РЭл и дожатии;

- 735 Н - при отрыве ЗЭл или РЭл и дожатии при условии, что открытие и закрытие его не должны производиться чаще, чем один раз в сутки, (за исключением арматуры, закрываемой до упора с использованием инерции маховика).

5.3.2.16 В качестве предохранительной арматуры применяют:

- пружинные предохранительные клапаны;

- импульсно-предохранительные устройства (ИПУ), состоящие из главного предохранительного клапана (ГПК) и управляющего импульсного клапана (ИК), работающего от внешнего источника энергии и от энергии рабочей среды;

- мембранно-предохранительные устройства (МПУ) прямого или принудительного действия.

Номинальный диаметр предохранительной арматуры должен быть не менее DN 15.

Конструкция предохранительной арматуры должна обеспечивать:

- пропускную способность, указанную в ИТТ (ТЗ) и рассчитанную по ГОСТ 12.2.085, при превышении давления до арматуры над давлением настройки не более чем:

а) на 0,05 МПа - при давлении настройки до 0,3 МПа включительно,

б) на 15% - при давлении настройки свыше 0,3 МПа до 6,0 МПа включительно,

в) на 10% - при давлении настройки свыше 6,0 МПа,

г) на 25% - при применении предохранительных мембран, отнесенных к группе "С" по [2];

- закрытие арматуры после срабатывания при давлении до арматуры не ниже, чем 90% давления настройки (кроме предохранительной арматуры систем управления авариями);

- возможность:

а) настройки ее в пределах +/- 7% от давления настройки,

б) блокировки ЗЭл в закрытом положении при проведении гидравлических испытаний оборудования и трубопроводов,

в) крепления корпусов и подводящих (отводящих) патрубков для исключения воздействия на них динамических усилий, возникающих при срабатывании предохранительной арматуры;

- защиту:

а) от несанкционированного изменения настройки,

б) проточной части арматуры от попадания частей мембраны МПУ при ее установке перед предохранительным клапаном.

Площадь проходного сечения предохранительной мембраны должна быть не менее площади сечения входного патрубка предохранительной арматуры.

Дополнительные требования - в соответствии с [2].

Управляемые предохранительные клапаны, использующие внешний источник энергии, должны иметь не менее двух независимых друг от друга цепей управления. Места расположения источников сигналов управления должны быть пространственно разнесены так, чтобы при внешнем воздействии исключить их одновременное повреждение.

ИПУ должны выполнять функцию защиты без подвода энергии извне (пассивный принцип). Импульсные клапаны могут служить также и для выполнения функций дистанционного управления главным клапаном при опробованиях, принудительном снижении давления в защищаемом оборудовании [с указанием в ТЗ и (или) в ТУ времени срабатывания ИПУ и предельно достижимого значения снижения давления]. В конструкции ИПУ предусматривают устройство для удержания затвора ИК в закрытом состоянии при гидравлических испытаниях защищаемого оборудования или трубопроводов. Это устройство должно иметь местный или дистанционный указатель (сигнализатор) блокировки ИК.

Конструкцией ИПУ предусматривают меры по предотвращению открытия ГК в результате протечек ИК.

Импульсные линии и линии управления ИПУ должны быть по возможности короткими, а их внутренний диаметр, включая внутренний диаметр седла ИК, должен быть не менее 15 мм и не менее диаметра соответствующего штуцера ИК.

5.3.2.17 Начало открытия обратной арматуры - при перепаде давления не более 0,03 МПа (если другое не указано в ТУ). При прекращении движения среды в прямом направлении обратная арматура должна закрываться. Минимальное значение перепада давления начала открытия обратной арматуры указывают в ТУ и ЭД.

По требованию заказчика в конструкции должны быть предусмотрены указатели положения ЗЭл.

Обратная арматура может быть снабжена демпфирующими устройствами. Решение о необходимости установки демпфера принимает заказчик.

5.3.2.18 При конструировании (выборе) регулирующей арматуры должны учитываться все режимы эксплуатации, указанные в ИТТ и (или) ТЗ, в т.ч. при пусках. Перестановочные усилия, требуемые для перемещения РЭл, должны быть минимально возможными и примерно одинаковыми при перемещениях в обоих направлениях. Люфты в сочленениях с ЭИМ не должны превышать 2% номинального хода.

Выбег рабочего органа (штока) ЭИМ регулирующей арматуры не должен превышать 0,25% полного его хода.

5.3.2.19 При разработке арматуры для эксплуатации на радиоактивных средах следует учитывать необходимость промывки внутренних и наружных поверхностей дезактивирующими растворами с последующим опорожнением объема арматуры. Наружные поверхности должны обеспечивать максимально возможное удаление (стекание) применяемых растворов.

5.3.2.20 Максимальный крутящий момент (или усилие выходного органа) электропривода или исполнительного механизма рекомендуется выбирать в 1,2 - 1,5 раза больше, чем расчетный (необходимый) крутящий момент для перемещения ЗЭл и РЭл арматуры и уплотнения затвора.

В ТУ и ПС на арматуру с электроприводом приводят значение настройки ограничителя крутящего момента и допустимое отклонение крутящего момента на выходном валу электропривода от установленного значения настройки.

5.3.2.21 Арматура должна быть ремонтопригодной без вырезки из трубопроводов [кроме неразборных конструкций дисковых затворов, обратных затворов и отключающих устройств (клапанов)].

5.3.2.22 Арматура со встроенным электро- или пневмоприводом и любая арматура с DN <= 50 по требованию заказчика может иметь места для жесткого крепления ее к строительным конструкциям. Крепление должно выдерживать инерционные нагрузки от арматуры и привода, возникающие при сейсмических воздействиях, и нагрузки от присоединяемых трубопроводов. Способ крепления и допустимые нагрузки должны указываться в ТУ и РЭ.

5.3.2.23 Уровень звукового давления при работе арматуры в номинальном режиме (без учета шума привода) не должен превышать 80 дБ на расстоянии 2 м от ее наружного контура (если иное не указано в требованиях ТЗ). Уровень звукового давления рассчитывают или измеряют на опытных образцах при приемочных испытаниях:

- запорной арматуры - в открытом положении ЗЭл;

- регулирующей - в диапазоне от 10% до 100% номинального хода.

Уровень звукового давления полнопроходных шаровых кранов, обратной арматуры, а также арматуры, работающей в импульсных режимах (предохранительные клапаны ИПУ, быстродействующая отсечная арматура и т.д.), не нормируется.

5.3.3 Требования к арматуре 4-го класса безопасности

5.3.3.1 Арматура для трубопроводов пара и горячей воды должна соответствовать требованиям [10] или [11].

5.3.3.2 Расчет на прочность арматуры (кроме расчета на сейсмическую прочность арматуры категорий сейсмостойкости I и II) выполняют инженерными методами по действующим нормативным документам (например, по [12] - [17]) или методом конечных элементов с применением сертифицированных программных комплексов (программных средств, аттестованных в установленном порядке). Допускается расчет на прочность выполнять в соответствии с требованиями [6] и [18].

5.3.3.3 Задвижки должны соответствовать требованиям ГОСТ 5762, ТУ и КД. Основные параметры - по ГОСТ 9698 и ГОСТ 28308 или по требованиям заказчика. Строительные длины - по ГОСТ 3706 или по КД.

5.3.3.4 Клапаны запорные должны соответствовать требованиям ГОСТ 5761, ТУ и КД. Основные параметры - по ГОСТ 9697 и ГОСТ 28291 или по требованиям заказчика. Строительные длины - по ГОСТ 3326 или по КД.

5.3.3.5 В качестве регулирующей арматуры применяются:

- регулирующие клапаны;

- регуляторы давления ("до себя" или "после себя").

Регулирующие клапаны должны соответствовать требованиям ГОСТ 12893, ТУ и КД. Основные параметры регулирующих клапанов - по ГОСТ 23866 или по требованиям заказчика. Допустимый перепад давлений (бескавитационный) для регулирующих клапанов должен быть указан в ТУ, ЭД.

Регуляторы давления должны соответствовать требованиям ТУ и КД. Основные параметры регуляторов давления - по ГОСТ 12678 или по требованиям заказчика.

Строительные длины регулирующих клапанов и регуляторов давления - по ГОСТ 16587 или по КД.

5.3.3.6 Предохранительные клапаны должны соответствовать требованиям ГОСТ 31294, ГОСТ 24570 и ТУ. Основные параметры предохранительной арматуры - по ГОСТ 31294 или по требованиям заказчика. Расчет пропускной способности клапанов должен выполняться по ГОСТ 12.2.085. Строительные длины предохранительных клапанов - по ГОСТ 16587 или по КД.

В ТУ и ПС должны быть указаны значения расчетного проходного сечения клапана и коэффициент расхода, на основании которых рассчитывается его пропускная способность.

5.3.3.7 Дисковые затворы должны соответствовать требованиям ГОСТ 13547, ТУ и КД. Основные параметры - по ГОСТ 12521 или по требованиям заказчика. Строительные длины - по ГОСТ 28908 или по КД.

5.3.3.8 Обратные затворы и клапаны должны соответствовать требованиям ГОСТ 33423, ТУ и КД. Основные параметры - по ГОСТ 22445, ГОСТ 27477, ГОСТ 28289 или по требованиям заказчика. Строительные длины клапанов - по ГОСТ 3326 или по КД.

5.3.3.9 Шаровые и конусные краны должны соответствовать требованиям ГОСТ 21345, ГОСТ 28343, ТУ и КД. Основные параметры - по ГОСТ 9702 или по требованиям заказчика. Строительные длины - по ГОСТ 14187, ГОСТ 28908 или по КД. По согласованию с заказчиком краны могут быть зауженными в затворе. Краны должны иметь ограничение поворота пробки.

5.3.3.10 Присоединение арматуры к трубопроводу - сваркой или фланцами по ГОСТ 33259, [59], если иное не указано в ТУ.