ПОСТАНОВЛЕНИЕ Госатомнадзора РФ N 4, Госгортехнадзора РФ N 98 от 19.06.2003 "ОБ УТВЕРЖДЕНИИ И ВВЕДЕНИИ В ДЕЙСТВИЕ ФЕДЕРАЛЬНЫХ НОРМ И ПРАВИЛ В ОБЛАСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ АТОМНОЙ ЭНЕРГИИ "ПРАВИЛА УСТРОЙСТВА И БЕЗОПАСНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ПАРОВЫХ И ВОДОГРЕЙНЫХ КОТЛОВ ДЛЯ ОБЪЕКТОВ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ АТОМНОЙ ЭНЕРГИИ"

3. МАТЕРИАЛЫ И ПОЛУФАБРИКАТЫ ДЛЯ РЕМОНТА И РЕКОНСТРУКЦИИ

3.1. Общие положения

3.1.1. Выбор материалов и полуфабрикатов для изготовления элементов и деталей, предназначенных для работы под давлением, котлов ОИАЭ должен производиться в соответствии с Правилами по котлам.

Новые стандарты и технические условия, а также стандарты и технические условия после их очередного пересмотра должны содержать требования к материалам и полуфабрикатам не ниже указанных в настоящем разделе.

3.1.2. Применение материалов, не указанных в п. 3.1.1, допускается при положительном заключении специализированной организации, если параметры этих материалов будут не ниже требований Правил по котлам.

3.1.3. Поставка полуфабрикатов для котлов ОИАЭ (их сдаточные характеристики, объем и нормы контроля) должна проводиться по НД, утвержденной в установленном порядке.

Поставка полуфабрикатов для ремонта и реконструкции котлов, эксплуатируемых на ОИАЭ, может проводиться по НД, одобренной Госатомнадзором России.

3.1.4. Перед изготовлением, монтажом и ремонтом должен производиться входной контроль основных и сварочных материалов и полуфабрикатов в соответствии с государственным стандартом.

3.1.5. При выборе материалов для котлов, поставляемых в районы с холодным климатом, кроме рабочих параметров, должно учитываться влияние низких температур при эксплуатации, монтаже, погрузочно-разгрузочных работах и хранении.

Организационно-технические мероприятия и методика учета влияния низких температур должны быть согласованы со специализированной организацией.

3.1.6. Каждый полуфабрикат, используемый при изготовлении или ремонте котла, должен иметь маркировку, содержащую обозначение предприятия-изготовителя, марку стали, стандарт или технические условия на его изготовление.

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

3.1.7. 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, толщиной менее 3 мм допускается маркировку проводить 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.

3.2. Стальные полуфабрикаты. Общие требования

3.2.1. Изготовитель полуфабрикатов должен контролировать химический состав материала. В сопроводительные документы следует вносить результаты химического анализа, полученные непосредственно для полуфабриката, или аналогичные данные на заготовку (кроме отливок), использованную для его изготовления.

Подразделение сталей, употребляемых для изготовления полуфабрикатов, на типы и классы дано в приложении 2.

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

Допускается поставка полуфабрикатов без термической обработки в следующих случаях:

- если механические и технологические характеристики металла, установленные в НД, утвержденной в установленном порядке, обеспечиваются технологией изготовления полуфабриката (например, методом проката);

- если на предприятиях - изготовителях оборудования полуфабрикат подвергается горячему формообразованию, совмещенному с термической обработкой или с последующей термической обработкой.

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

В других случаях допустимость использования полуфабрикатов без термической обработки должна быть подтверждена специализированной организацией.

3.2.3. Изготовитель полуфабрикатов должен контролировать механические свойства металла путем испытаний на растяжение при 20 град. С 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 тех случаях, когда нормируются значения относительного сужения, контроль относительного удлинения не является обязательным.

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

По требованию конструкторской организации испытания на ударную вязкость должны проводиться для труб, листа и поковок с толщиной стенки 6 - 11 мм. Это требование должно содержаться в НД на изделие или в конструкторской документации.

3.2.5. Испытаниям на ударную вязкость при температуре ниже 0 град. С 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 град. С, а также других деталей по требованию конструкторской организации, что должно быть указано в НД на изделие или в конструкторской документации.

3.2.6. Испытания на ударную вязкость на образцах с концентратором типа U (KCU) должны проводиться при 20 град. С, а в случаях, предусмотренных пунктом 3.2.5, при одной из температур, указанных в табл. 1.

Таблица 1

Испытания на ударную вязкость на образцах с концентратором типа V (KCV) в соответствии с НД на полуфабрикаты проводятся при 20 град. и -20 град. С.

Значения ударной вязкости при температурах испытаний должны быть не ниже КСU = 30 Дж/см2 (3,0 кгс.м/см2); KCV = 25 Дж/см2 (2,5 кгс.м/см2).

При оценке ударной вязкости определяется среднее арифметическое трех результатов испытаний с отклонением минимального значения для отдельного образца не более чем на 10 Дж/см2 (1,0 кгс.м/см2) от нормы, но не ниже указанных выше значений. Критерий ударной вязкости KCU или KCV выбирается конструкторской организацией и указывается в НД или конструкторской документации.

3.2.7. 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 град. С. Нормы по значениям ударной вязкости после механического старения должны соответствовать требованиям пункта 3.2.6.

3.2.8. Нормированные значения предела текучести при повышенных температурах должны быть указаны в НД на полуфабрикаты, предназначенные для деталей, работающих при расчетной температуре выше 150 град. С: для углеродистых и низколегированных марганцовистых и кремнемарганцовистых сталей до 400 град. С, для хромомолибденовых и хромомолибденованадиевых сталей до 450 град. С и для высокохромистых и аустенитных сталей до 525 град. С. Поддержание значений пределов текучести на уровне требований НД, утвержденной в установленном порядке, должно обеспечиваться соблюдением технологии производства и периодическим контролем продукции. Контрольные испытания на растяжение при повышенных температурах, предусматриваемые НД на изделие, а также выполняемые в период освоения новых материалов, следует проводить при одной из температур в указанном выше диапазоне, кратной 10 или 25 град. С. 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.

3.2.9. Материал полуфабрикатов, предназначенных для работы при расчетной температуре выше значений, указанных в пункте 3.2.8, должен обладать длительной прочностью не ниже указанной в НД, утвержденной в установленном порядке.

Гарантируемые значения пределов длительной прочности на ресурс 1Е4, 1Е5 и 2 х 1Е5 ч должны быть обоснованы статистической обработкой данных испытаний и периодическим контролем продукции и подтверждены положительным заключением специализированной организации.

3.2.10. Перечень видов контроля механических характеристик допускается сократить по сравнению с указанным в Правилах по котлам при условии гарантии нормированных значений характеристик предприятием - изготовителем полуфабриката. Гарантии должны обеспечиваться использованием статистических методов обработки результатов испытаний, включая испытания на растяжение, и проведением периодического контроля продукции, что должно найти отражение в НД, утвержденной в установленном порядке. Обеспечение гарантии должно быть подтверждено положительным заключением специализированной организации. Порядок сокращения объема испытаний и контроля установлен в пункте 3.1.3 настоящего раздела.

3.3. Листовая сталь

3.3.1. Пределы применения листовой стали и полос различных марок, НД на лист и полосы, виды обязательных испытаний и контроля должны соответствовать разрешенным Правилами по котлам.

3.4. Стальные трубы

3.4.1. Пределы применения труб из сталей различных марок, НД на трубы, виды обязательных испытаний и контроля должны соответствовать разрешенным Правилами по котлам.

3.4.2. Бесшовные трубы должны изготавливаться из катаной, кованой, непрерывнолитой и центробежнолитой заготовки.

3.4.3. Применение электросварных труб с продольным или спиральным швом допускается при условии выполнения радиографии или УЗК сварного шва по всей длине.

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

Допускается не производить гидравлическое испытание бесшовных труб в следующих случаях:

- если труба подвергается по всей поверхности контролю физическими методами (радиографией, УЗК или им равноценными);

- для труб при рабочем давлении 5 МПа (50 кгс/см2) и ниже, если предприятие - изготовитель труб гарантирует положительные результаты гидравлических испытаний.

3.4.5. Применение экспандированных труб без последующей термической обработки для температур выше 150 град. С 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%.

3.4.6. Сварные трубы для параметров и условий, не указанных в Правилах по котлам, допускаются к применению Госгортехнадзором России на основании положительного заключения специализированной организации по результатам исследований, подтверждающих их прочность и надежность.

3.5. Стальные поковки, штамповки и прокат

3.5.1. Пределы применения поковок, штамповок и проката из сталей различных марок, НД на поковки, виды обязательных испытаний и контроля должны соответствовать Правилам по котлам.

3.5.2. 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 на предприятии - изготовителе проката (или изготовителе котла).

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

3.5.3. Пределы применения, виды обязательных испытаний и контроля для поковок, штамповок и проката, изготовленных из листа и сортового проката для котлов ОИАЭ, должны удовлетворять требованиям НД на детали, утвержденной в установленном порядке.

При ремонте и реконструкции котлов, эксплуатируемых на ОИАЭ, пределы применения, виды обязательных испытаний и контроля для поковок, штамповок и проката могут удовлетворять требованиям НД на детали, утвержденной в установленном порядке.

3.6. Стальные отливки

3.6.1. Пределы применения отливок из сталей различных марок НД на отливки, виды обязательных испытаний и контроля должны соответствовать Правилам по котлам.

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

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

3.6.4. Каждая полая отливка должна подвергаться гидравлическому испытанию пробным давлением по государственным стандартам.

Гидравлические испытания отливок, прошедших на предприятии-изготовителе сплошной радиографический или ультразвуковой контроль, допускается совмещать с испытанием узла или объекта пробным давлением, установленным НД для узла или объекта.

3.7. Крепеж

3.7.1. Пределы применения сталей различных марок для крепежа, НД на крепеж, вид обязательных испытаний и контроля должны соответствовать Правилам по котлам.

3.7.2. 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 град. С.

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

Накатка резьбы не требует последующей термической обработки.

3.8. Чугунные отливки

3.8.1. Пределы применения отливок из чугуна различных марок, НД на чугунные отливки, виды обязательных испытаний и контроля должны соответствовать Правилам по котлам.

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

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

3.8.4. Каждая полая отливка должна подвергаться гидравлическому испытанию пробным давлением, указанным в государственных стандартах, но не менее 0,3 МПа (3 кгс/см2).

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

3.8.6. Для изготовления запорных органов, продувочных, спускных и дренажных линий должны применяться отливки из ковкого или высокопрочного чугуна, указанного в государственном стандарте.

3.9. Цветные металлы и сплавы

3.9.1. Для изготовления деталей арматуры и контрольно-измерительных приборов при температуре не выше 250 град. С допускается применять бронзу и латунь.

3.9.2. Гидравлические испытания корпусов арматуры должны проводиться в соответствии с государственным стандартом.

3.10. Требования к сталям новых марок

3.10.1. Применение материалов и полуфабрикатов, изготовленных из новых марок, не приведенных в Правилах по котлам, разрешается Госгортехнадзором России на основании положительных заключений специализированной организации. Для получения заключения заказчиком должны быть представлены данные о механических, физических и технологических свойствах материалов в состоянии после основной и дополнительной термической обработки.

3.10.2. 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 град. С до температуры, не менее чем на 50 град. С превышающей максимальную рекомендуемую.

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

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

3.10.3. По материалам, предназначенным для работы при высоких температурах, вызывающих ползучесть, должны быть представлены опытные данные, дающие возможность установления значений пределов длительной прочности на 1Е4, 1Е5 и 2 х 1Е5 и условного предела ползучести.

Число проведенных кратковременных и длительных испытаний и продолжительность последних должны быть достаточными для определения соответствующих расчетных характеристик прочности стали и оценки пределов разброса этих характеристик с учетом размеров полуфабриката (толщины стенки) и предусмотренных техническими условиями 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).

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

3.10.5. Чувствительность стали к наклепу (например, при холодной гибке) 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.

3.10.6. 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.

3.10.7. Свариваемость стали при существующих видах сварки 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 на их служебные свойства технологии сварки и режима термической обработки.

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

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

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

б) при циклических нагрузках - оценки циклической прочности;

в) при активном воздействии среды - оценки коррозионно-механической прочности и др.

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

а) значения модуля упругости при различных температурах;

б) значения коэффициента линейного расширения в соответствующем температурном интервале;

в) значения коэффициента теплопроводности при соответствующих температурах.

3.10.10. Организациями - изготовителями полуфабрикатов или соответствующими специализированными организациями должна быть подтверждена возможность изготовления полуфабрикатов из стали рекомендуемой марки в необходимом сортаменте с соблюдением установленного уровня свойств стали.