ГОСТ Р 59109-2020. Национальный стандарт Российской Федерации. Элементы реакционных трубчатых печей, работающих под давлением. Технические условия

6.3 Требования к отводам

Основные параметры и размеры фасонных отливок в зависимости от типа должны соответствовать следующим требованиям:

- тип А - элементы змеевиков установок производства этилена, сероуглерода и др. Фасонные отливки - приварные с внутренними полостями для прохождения в них под избыточным давлением жидких и газообразных технологических продуктов (тройники, фитинги, отводы, переходы и пр., расположенные в радиантной зоне);

- тип Б - элементы змеевиков установок производства этилена, сероуглерода и др. Фасонные отливки (в т.ч. их сварные варианты) без внутренних полостей для прохождения в них под избыточным давлением жидких и газообразных технологических продуктов (тяги, подвесы и пр., расположенные в радиантной зоне);

- тип В - элементы конвективного змеевика и другого оборудования установок производства метанола, водорода, аммиака и пр. Фасонные отливки (в т.ч. их сварные варианты) без внутренних полостей для прохождения в них под избыточным давлением жидких и газообразных технологических продуктов (опорные элементы, трубные решетки, поддоны и пр., расположенные вне радиантной зоны);

- тип Г - элементы конвективного змеевика и другого оборудования установок производства метанола, водорода, аммиака и пр. Фасонные отливки - приварные с внутренними полостями для прохождения в них под избыточным давлением жидких и газообразных технологических продуктов (тройники, фитинги, отводы, переходы и пр., расположенные вне радиантной зоны).

В случае использования фасонных отливок предприятием-изготовителем в качестве элементов (составных частей) реакционного оборудования трубчатых печей, а также сварных конструкций следует руководствоваться положениями настоящего стандарта, а также положениями [16] для змеевиков трубчатых печей с температурой стенки не выше 650 °C. Пределы применения фасонных отливок определяют расчетным путем.

6.3.1 Фасонные литые отводы для реакционных трубчатых печей следует изготовлять в соответствии с требованиями ТД [5] и [6] (см. таблицу А.4 приложения А), вид и размеры отводов должны соответствовать ПКД, утвержденной в установленном порядке.

6.3.1.1 В зависимости от коррозионной стойкости и рабочей температуры среды отливки должны изготовляться из следующих марок сталей и сплавов: 20Х25Н20СЛ (ASTM A351 Gr. CK20), 30Х23Н7СЛ (для печей производства сероуглерода), 45Х25Н20С2Л, 50Х25Н35С2БЛ, 10Х20Н33БЛ, 45Х28Н49В5СЛ, 50Х25Н35К15В5СЛ, 45Х25Н20СЛ (ASTM A351 Gr. HK40), 05Х20Н32ТЛ, 10Х20Н32ТЮЛ, 45Х25Н35БСЛ, 45Х25Н20С2БЛ, 10Х22Н45К15М9ТЮЛ, 01Х15Н57В4М16К2Л, 05Х22Н42М2Т1ЮЛ, 10Х20Н68Б3Г3КТЛ, 10Х23Н34БСТЦ, 45Х25Н35БСТЦЛ и 45Х35Н46БСТЦ (для печей производства этилена, аммиака, водорода, метанола, винилхлорида и др.). Марку стали или сплава указывают в конструкторской документации.

6.3.1.2 Термообработка литых отводов из сталей и сплавов марок 10Х20Н33БЛ, 20Х25Н20СЛ (ASTM A351 Gr CK20), 45Х25Н20СЛ (ASTM A351 Gr HK40), 45Х25Н20С2Л, 50Х25Н35С2БЛ, 50Х25Н35В5К15СЛ 45Х28Н49В5СЛ, 35Х24Н24БЛ, 45Х25Н35БСЛ, 45Х25Н20С2БЛ, 10Х22Н45К15М9ТЮЛ, 10Х20Н68Б3Г3КТЛ, 10Х23Н34БСТЦЛ, 45Х25Н35БСТЦ и 45Х35Н46БСТЦ не требуется. По указанию потребителя отливки из сплавов марок 05Х20Н32ТЛ, 10Х20Н32ТЮЛ, 05Х22Н42М2Т1ЮЛ, 10Х20Н60Б4К1М9Л, 01Х15Н57В4М16К2Л, 15Х25Н40М2ВТЛ, 20Х25Н25ТЮЛ, 10Х20Н77ТЮЛ поставляют термообработанными по режиму, приведенному в ПКД.

6.3.1.3 Отливки должны быть очищены от песка и окалины с наружной и внутренней сторон. Прибыли и литники должны быть удалены. Удаление прибылей и литников с отливок может быть произведено любым способом. В случае применения огневой резки припуск на механическую обработку поверхности реза должен быть не менее 15 мм.

6.3.1.4 Заливы и заусенцы на отливках должны быть обрублены или зачищены абразивным камнем.

6.3.1.5 Поверхность отливок не должна иметь трещин, спаев, ужимин и других дефектов, снижающих прочность и ухудшающих товарный вид отливок. Для отливок типов Б и В допускаются без исправления несквозные спаи.

Примечание - При определении терминов следует руководствоваться положениями ГОСТ 19200 и ГОСТ 18169.

 

6.3.1.6 На отливках не допускаются трещины, ситовидная пористость, сквозные раковины.

6.3.1.7 При визуальном осмотре на отливках допускаются без исправления следующие дефекты:

для отливок типов А и Г:

а) на необрабатываемых поверхностях - раковины диаметром не более 5 мм, глубиной не более 10% номинальной толщины тела отливки, но не более 5 мм, в количестве не более 10 шт., если расстояние между ними не менее 50 мм,

б) на обработанных под сварку кромках и механически обработанной поверхности на расстоянии 20 мм от кромок допускаются единичные поры или раковины с максимальным линейным размером не более 1 мм на площади 900 мм², скопления раковин и пор, имеющие суммарную длину дефектов не более 20 мм на контролируемой поверхности с максимальным линейным размером дефектов не более 1 мм. При этом на кромке под сварку наибольшая ширина скопления не должна превышать 40% толщины стенки в месте сварки (определение скоплений по ГОСТ 23055),

в) на остальных механически обработанных поверхностях, исключая уплотнительные, допускается наличие двух единичных дефектов размером не более 1 мм или скоплений раковин и пор с линейным размером не более 1 мм, имеющих суммарную длину дефектов не более 5 мм на площади 900 мм²,

г) на уплотнительных поверхностях дефекты не допускаются;

для отливок типов Б и В:

а) единичные раковины площадью не более 1 см², глубиной не более 20% от толщины стенки, расположенные не ближе 15 мм от ребер и торцов отливки при их общем количестве не более 1 шт. на 100 см² поверхности,

б) шероховатость поверхности не более Rz 2000 на 10% от площади поверхности (на остальных поверхностях шероховатость не более Rz 1000),

в) коробление не более 1%.

6.3.1.8 Каждый фасонный литой отвод должен быть подвергнут следующим методам контроля на выявление дефектов:

- визуальный осмотр наружных и внутренних поверхностей в доступных для осмотра местах до и после механической обработки;

- рентгенопросвечивание мест, подготовленных под сварку;

- контроль цветной дефектоскопией поверхностей, механически обработанных для приварки труб, уплотнительных поверхностей, механически обработанных поверхностей в месте крепежа и удаления прибылей и литников по [15] (класс дефектности 2).

6.3.1.9 При контроле рентгенопросвечиванием допускаются без исправления дефекты:

- перечисленные в 6.3.1.7 б), для отливок типов А и Г в местах, подготовленных под сварку;

- перечисленные в 6.3.1.7 в), для отливок типов А и Г в других механически обработанных местах.

6.3.1.10 Наличие несплошностей на поверхности отливок, контролируемых капиллярным методом (методом цветной дефектоскопии), может быть определено как по индикаторным следам, так и по фактическим характеристикам выявленных несплошностей после удаления проявителя в зоне зафиксированных индикаторных следов. Под индикаторным следом при данном методе контроля следует понимать след (цветовое пятно), образованный индикаторным пенетрантом на слое проявителя. При оценке поверхностных несплошностей в отливках фиксации подлежат индикаторные следы размером более 1 мм.

При контроле механически обработанных поверхностей методом цветной дефектоскопии допускаются без исправления следующие дефекты:

а) для отливок типов А и Г на обработанных под сварку кромках и механически обработанных поверхностях на расстоянии 20 мм от кромок допускаются дефекты, перечисленные в 6.3.1.7 б), при этом размер отдельной индикации (цветного пятна) не должен превышать 3 мм. Допустимы скопления микропор с суммарной поверхностью индикаций, занимающей не более 10% контролируемой площади. В случае скопления этих индикаций в одном месте на кромке под сварку протяженность их по толщине стенки не должна превышать 40% толщины стенки в месте сварки;

б) на уплотнительных поверхностях допускаются скопления микропор с суммарной поверхностью индикаций, занимающей не более 4% контролируемой площади;

в) для отливок типов А и Г на остальных механически обработанных поверхностях допускаются дефекты, перечисленные в 6.3.1.7 в) и 6.3.1.10 б), при этом размер отдельной индикации не должен превышать 3 мм.

6.3.1.11 Несплошности, не удовлетворяющие нормам 6.3.1.10 а), б) и в) по индикаторным следам, допускается подвергать контролю по фактическим характеристикам, результаты которого являются окончательными.

6.3.1.12 Допускается местное утонение стенки не более 15% номинального размера.

6.3.1.13 Утонение стенки шейки фланцев ниже расчетной не допускается.

6.3.1.14 Допускается исправление заваркой следующих дефектов:

- для отливок типов А и Г - единичных (до 3 шт. на каждой кромке) раковин размером не более 4 мм в любом измерении, на обработанных под сварку поверхностях кромок;

- для отливок типов А и Г - единичных (до 2 шт.) раковин размером не более 2 мм в любом измерении на уплотнительных поверхностях;

- для всех типов отливок - на остальных механически обработанных и необработанных поверхностях отливок допускается исправление заваркой дефектов, если их глубина после разделки под заварку не превышает 50% толщины отливки в этом месте и расстояние между кромками дефектных мест после их разделки будет не менее 50 мм. Общая поверхность заваренных дефектов не должна превышать 6% от всей поверхности отливки.

6.3.1.15 Заварка отливок, имеющих ситовидную пористость, сквозные раковины, а также трещины размером более двух толщин отливки не допускаются.

6.3.1.16 Заварка дефектных мест на отливках должна быть осуществлена следующим образом:

- подготавливают дефектные места под заварку согласно практике предприятия-изготовителя, причем зачистку дефектных мест следует проводить механическим способом;

- проводят осмотр и контроль подготовленного под сварку дефектного участка методом цветной дефектоскопии;

- производят заварку дефектов аргонодуговой сваркой неплавящимся электродом или электродуговой сваркой;

- используют рекомендуемые сварочные материалы (таблица 4 ТД [5];

- проводят контроль первого и последнего слоев цветной дефектоскопией в объеме 100%. Качество исправленных участков должно отвечать требованиям ТУ на отливки;

- если заварка дефектов выполнена после проведения гидроиспытания, то его следует повторить;

- заварку дефектов проводит сварщик, имеющий опыт по сварке высоколегированных аустенитных сталей и соответствующую квалификацию по сварке аппаратов, работающих под давлением;

- исправленные отливки подвергают повторному контролю тем методом, при котором были обнаружены дефекты.

6.3.1.17 Виды, количество, размеры и расположение дефектов, подлежащих исправлению, а также способы исправления определены [5] и [6].

Исправленные фасонные отливки (отводы) подвергают повторному контролю в местах исправления дефектов в соответствии с [5] и [6].

При получении неудовлетворительного результата после повторного контроля отливки бракуют.

6.3.1.18 Каждый отвод должен подвергаться гидравлическому испытанию пробным давлением 9,8 Н/мм², но не более значения давления, при котором в отводах возникают напряжения, равные ( - предел текучести металла испытуемого отвода при комнатной температуре). Давление при гидравлическом испытании выдерживают не менее 10 мин.

6.3.1.19 Все стали и сплавы, из которых изготовлены фасонные отводы, должны быть аттестованы на соответствие жаропрочных характеристик техническим требованиям [5] и [6], а предприятие-изготовитель должно иметь по результатам аттестационных испытаний разрешение гарантировать соответствие значений длительной прочности от специализированной организации требованиям [5] и [6].

6.3.2 Гнутые отводы должны быть изготовлены:

- из бесшовных деформированных труб по [11];

- технологической трубы, изготовленной из кованой трубной заготовки по [12] из сплавов следующих марок: 05Х20Н32Т, 10Х20Н32ТЮ, 20Х25Н20С, 20Х25Н25ТЮ, 10Х20Н77ТЮ, 15Х25Н40М2ВТ.

6.3.2.1 Химический состав и механические свойства отводов должны соответствовать химическому составу и механическим свойствам исходных труб (заготовок для гибки) по [11] или [12].

6.3.2.2 Поставка гнутых отводов должна быть осуществлена после термической обработки по следующему режиму: закалка при температуре от 1100 °C до 1150 °C, охлаждение в воде или на воздухе. Допускается корректировка режима термообработки по согласованию с заказчиком.

6.3.2.3 Пределы применения отводов должны быть определены проектной организацией расчетом в каждом отдельном случае в зависимости от наружного диаметра и толщины стенки, среды, температуры и марки материала.

6.3.2.4 На поверхности отводов не допустимы трещины, плены, рванины, окалины, закаты и расслоения.

Отдельные незначительные риски, следы зачистки дефектов и мелкие плены допускаются, если при этом размеры отводов не выходят за пределы установленных отклонений.

6.3.2.5 Обработка торцов под сварку должна быть проведена в соответствии с требованиями НТД.

6.3.2.6 Каждый гнутый отвод должен быть подвергнут гидравлическому испытанию пробным давлением 9,8 Н/мм², но не более значения давления, при котором в гнутых отводах возникают напряжения, равные ( - предел текучести металла испытуемого отвода при комнатной температуре). Давление при гидравлическом испытании выдерживают не менее 10 мин.

6.3.3 Штампосварные отводы следует изготовлять в соответствии с требованиями [8] и ПКД, утвержденной в установленном порядке.

6.3.3.1 Отводы должны быть изготовлены из тонколистовой стали по ГОСТ 24982, ГОСТ 5582 и толстолистовой стали по ГОСТ 24982, [14] и ГОСТ 7350 (группы А, Б). Материал - сталь марок 08Х18Н10Т, 12Х18Н10Т, 10Х17Н13М2Т, 10Х17Н13М3Т, 08Х17Н15М3Т по ГОСТ 5632; стали и сплавы марок 05Х20Н32Т (типа ХН32Т), 10Х20Н32ТЮ (типа ХН32ТЮ), 20Х25Н20С, 20Х25Н25ТЮ, 10Х20Н77ТЮ (типа ХН78Т), 15Х25Н40М2ВТ по [14].

6.3.3.2 В технически обоснованных случаях (подтвержденных соответствующими прочностными расчетами с учетом агрессивности среды эксплуатации отводов) допускается изготовлять отводы из листовой стали согласно другим стандартам или ТУ, в том числе из импортных материалов - аналогов отечественных марок сталей и сплавов, если установленные в них требования не ниже, чем в перечисленных стандартах. При этом предприятие-изготовитель должен иметь свидетельства установленного образца об аттестации сварочных материалов и проведении исследовательской аттестации технологии сварки.

6.3.3.3 Механические свойства металла отводов и шва сварных соединений должны быть не ниже указанных в ТД [8].

6.3.3.4 Поставка отводов сплавов марок 05Х20Н32Т, 10Х20Н32ТЮ и 10Х20Н77ТЮ должна быть осуществлена в термообработанном состоянии по режимам, указанным в ПКД. Отводы сталей марок 08Х18Н10Т, 12Х18Н10Т, 10Х17Н13М2Т, 10Х17Н13М3Т и 08Х17Н15М3Т, подвергшиеся в процессе изготовления пластической деформации при температуре ниже 850 °C, должны быть термообработаны по режиму соответственно нормализации или аустенизации.

В остальных случаях термообработку отводов проводят по согласованию между изготовителем и потребителем.

Термообработку следует проводить после сварки отводов и устранения всех дефектов. Ее вид и режимы устанавливает предприятие - изготовитель деталей.

6.3.3.5 Пределы применения штампосварных отводов должны соответствовать требованиям ТД [8].

6.3.3.6 Разностенность, волнистость, гофры, забоины, вмятины, риски и следы зачистки дефектов не должны выводить размеры отводов за пределы допускаемых отклонений.

6.3.3.7 На наружной и внутренней поверхностях отводов трещины, плены, рванины, закаты, расслоения не допустимы.

6.3.3.8 Форма кромок присоединительных концов отводов должна соответствовать ГОСТ 16037: типу C2 при S <= 5 мм; типу C17 при S > 5 мм.

Допускается по согласованию между изготовителем и потребителем изготовлять отводы с кромками другой формы.

6.3.3.9 Отводы должны выдержать без разрыва, потения или течи пробное гидравлическое давление P_п.г, вычисляемое по формуле

 

P_п.г = 1,5·P_у, (4)

 

где P_у - значение условного давления отводов.

Испытание отводов гидравлическим давлением допускается проводить в составе смонтированного змеевика при условии предоставления гарантии изготовителем соответствующего значения условного давления. При этом наличие внутри реакционных труб и отводов катализатора не допускается.