allgosts.ru27. ЭНЕРГЕТИКА И ТЕПЛОТЕХНИКА27.010. Энергетика и теплотехника в целом

ГОСТ Р 55682.4-2017 Котлы водотрубные и котельно-вспомогательное оборудование. Часть 4. Расчет в процессе эксплуатации предполагаемого срока службы котла

Обозначение:
ГОСТ Р 55682.4-2017
Наименование:
Котлы водотрубные и котельно-вспомогательное оборудование. Часть 4. Расчет в процессе эксплуатации предполагаемого срока службы котла
Статус:
Действует
Дата введения:
01/01/2019
Дата отмены:
-
Заменен на:
-
Код ОКС:
27.010

Текст ГОСТ Р 55682.4-2017 Котлы водотрубные и котельно-вспомогательное оборудование. Часть 4. Расчет в процессе эксплуатации предполагаемого срока службы котла


ГОСТ Р 55682.4-2017
(EN 12952-4:2011)

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

КОТЛЫ ВОДОТРУБНЫЕ И КОТЕЛЬНО-ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕОБОРУДОВАНИЕ

Часть 4

Расчет в процессе эксплуатации предполагаемого срокаслужбы котла

Water-tube boilers and auxiliary installations. Part 4.In-service boiler life expectancy calculations

ОКС27.010

Датавведения 2019-01-01

Предисловие

Предисловие

1ПОДГОТОВЛЕН Федеральным государственным унитарным предприятием"Всероссийский научно-исследовательский институт стандартизации исертификации в машиностроении" (ВНИИНМАШ) на основе собственногоперевода на русский язык англоязычной версии европейскогостандарта, указанного в пункте 4

2ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 244 "Оборудованиеэнергетическое стационарное"

3УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ ПриказомФедерального агентства по техническому регулированию и метрологииот 8 ноября 2017 г. N 1712-ст

4Настоящий стандарт является модифицированным по отношению кевропейскому стандарту ЕН 12952-4:2011* "Котлы водотрубные икотельно-вспомогательное оборудование. Часть 4. Расчет в процессеэксплуатации предполагаемого срока службы котла" (EN 12952-4:2011"Water-tube boilers and auxiliary installations - Part 4:In-service boiler life expectancy calculations", MOD) путемизменения отдельных фраз (слов, значений показателей, ссылок),которые выделены в тексте курсивом**.
________________
*Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым здесь идалее по тексту, можно получить, перейдя по ссылке на сайт . - Примечаниеизготовителя базы данных.
** В оригиналеобозначения и номера стандартов и нормативных документов в разделе"Предисловие", приложении ДА и отмеченные знаком "** "приводятсяобычным шрифтом, остальные по тексту документа выделены курсивом. -.


Внесение указанныхтехнических отклонений направлено на учет потребностей национальнойэкономики Российской Федерации и/или особенностей российскойнациональной системы стандартизации.

Сведения о соответствииссылочных национальных стандартов европейским стандартам,использованным в качестве ссылочных в примененном европейскомстандарте, приведены в дополнительном приложении ДА

5ВЗАМЕН ГОСТ Р55682.4-2013/ЕН 12952-4:2000


Правила применениянастоящего стандарта установлены в статье26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ "Остандартизации в Российской Федерации". Информация обизменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (посостоянию на 1 января текущего года) информационном указателе"Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок- в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты".В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандартасоответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпускеинформационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующаяинформация, уведомление и тексты размещаются также в информационнойсистеме общего пользования - на официальном сайте Федеральногоагентства по техническому регулированию и метрологии в сетиИнтернет (www.gost.ru)

Введение

Серия национальныхстандартов ГОСТ Р 55682, гармонизированная с серией европейскихстандартов ЕН 12952, состоит из следующих частей, объединенных подобщим названием "Котлы водотрубные и котельно-вспомогательноеоборудование":

-Часть 1. Общие положения;

-Часть 2. Материалы для деталей котлов, работающих под давлением, идля вспомогательных устройств;

-Часть 3. Конструирование и расчет узлов, работающих поддавлением;

-Часть 4. Расчет в процессе эксплуатации предполагаемого срокаслужбы котла;

-Часть 5. Конструктивное исполнение и технология производства частейкотла, работающих под давлением;

-Часть 6. Контроль и испытания в процессе изготовления, документацияи маркировка частей котла, работающих под давлением;

-Часть 7. Требования к оборудованию для котлов;

-Часть 8. Требования к топкам котлов, работающих на жидких игазообразных топливах;

-Часть 9. Требования к топкам котлов, работающих на пылеугольномтопливе;

-Часть 10. Требования к защитным устройствам от превышениядопустимого давления;

-Часть 11. Требования к ограничительным устройствам котлов икотельно-вспомогательного оборудования;

-Часть 12. Требования к качеству питательной и котельной воды;

-Часть 13. Требования к установкам газоочистки;

-Часть 14. Требования к установкам очистки дымовых газов от оксидовазота (DENOX), применяющих сжиженный аммиак и водный раствораммиака;

-Часть 15. Приемочные испытания;

-Часть 16. Требования к топочным устройствам котлов со слоевымсжиганием и сжиганием в кипящем (псевдоожиженном) слое твердоготоплива;

-Часть 17. Руководящее указание по привлечению независимой отизготовителя инспектирующей организации;

-Часть 18. Руководство по эксплуатации.

Хотя указанные выше частисерии стандартов можно использовать каждую отдельно, все частиявляются взаимосвязанными. При конструировании и изготовлениикотлов потребуется применение нескольких частей одновременно сцелью удовлетворения всех требований стандарта, объединенных общимнаименованием "Котлы водотрубные и котельно-вспомогательноеоборудование".

Примечание - Части 4 и 15не требуются на этапе проектирования, изготовления и монтажакотла.

1Область применения

Настоящий стандартустанавливает требования к структуре и содержанию руководства поэксплуатации для водотрубных котлов и вспомогательного оборудованияпо ГОСТ РЕН 12952-1 в рамках ввода в эксплуатацию.

Требования, установленныенастоящим стандартом, описывают процедуры расчетов накоплениядеформации ползучести и/или степени накопления усталости составныхчастей котла в процессе работы. Данные расчеты не требуетсявыполнять изготовителю, так как он не является ответственным всоответствии с требованиями настоящего стандарта.

2Нормативные ссылки

Внастоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующиемежгосударственные и национальные стандарты.

ГОСТ25.101-83 Расчеты и испытания на прочность. Методысхематизации случайных процессов нагружения элементов машин иконструкций и статистического представления результатов

ГОСТ Р55682.3-2017** (ЕН 12952-3:2011) Котлы водотрубные икотельно-вспомогательное оборудование. Часть 3. Конструирование ирасчет узлов, работающих под давлением

ГОСТ РЕН 12952-1-2012** Котлы водотрубные и котельно-вспомогательноеоборудование. Часть 1. Общие положения

Примечание - Припользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действиессылочных стандартов в информационной системе общего пользования -на официальном сайте Федерального агентства по техническомурегулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодномуинформационному указателю "Национальные стандарты", которыйопубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускамежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" затекущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дананедатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующуюверсию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версиюизменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который данадатированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этогостандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если послеутверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на которыйдана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающееположение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуетсяприменять без учета данного изменения. Если ссылочный стандартотменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него,рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

3Термины и определения

Внастоящем стандарте применены термины и определения по ГОСТ РЕН 12952-1.

4Условные обозначения и сокращения

Для выполнения назначениянастоящего стандарта должны применяться условные обозначения исокращения, указанные в таблице 4-1 ГОСТ РЕН 12952-1.

5Общие положения

Расчеты могут бытьвыполнены с применением инверсии расчетных формул. В расчетахдолжна быть использована измеренная (фактическая) толщина стенкикомпонентов. Любое уменьшение толщины стенки, которое можетпроисходить из-за коррозии или эрозии в течение срока службы,вплоть до времени анализа, следует принимать во внимание (см. 5.7ГОСТ Р55682.3).

Рабочая температура,давление и особенно величина изменений нагрузки часто отличаются отоценок, используемых в проектном расчете. Таким образом, учетреальных условий может помочь предотвратить неожиданный раннийвыход из строя компонентов. Результаты могут быть использованы какруководство для решения о проведении контроля узла на усталостныетрещины или контроля пор ползучести методом отпечатка или любымдругим подходящим методом.

Примечания

1В некоторых случаях влияние обоих факторов (ползучести и усталости)- окажется значительным. Обычно объединяют механизмы усталостногоповреждения и накопление деформации ползучести путем корректировкикоэффициентов использования. Если необходимо, могут быть примененыболее подробные способы оценки (см. [1]). Такимобразом, компоненты необязательно должны быть заменены, еслирасчетный коэффициент использования окажется больше единицы.

2Для целей контроля должны быть выбраны самые нагруженныекомпоненты, поэтому наиболее целесообразно привлечение ксоставлению программы измерений проектировщика котла.

6Требования к расчетам

6.1Расчет повреждения вследствие ползучести

Расчет повреждениявследствие ползучести выполняют в соответствии с приложением A.

6.2Расчет усталостного повреждения

Расчет усталостногоповреждения выполняют в соответствии с приложением B.

7Система автоматической диагностики котла

Вприложении A указано, какие более достоверные результаты могут бытьполучены в случае хранения и обработки данных в постояннофункционирующем компьютере. Расчеты по приложению B могутосновываться только на компьютерной регистрации и обработкерезультатов в системе on-line. Таким образом, полноценный результатможет ожидаться только при условии установки на котле системыавтоматической диагностики (АСТДК), задействованной с моментапервого пуска котла.

Приложение A (справочное). Расчет повреждений, возникающихвследствие ползучести в процессе эксплуатации

Приложение A
(справочное)

A.1 Общиеположения

Данное приложениедает описание способа расчета накопленной повреждаемости,возникающей вследствие ползучести в основных элементах котла вовремя эксплуатации. Данный способ основан на измеренных значенияхдавления и температуры, исходя из которых могут быть определеныфактическое действующее напряжение и предполагаемый срок службы приданных условиях.

Расчетный срок службы необязательно совпадает с фактическим сроком службы, поэтому расчетнеобходимо вести на всех стадиях в течение всей эксплуатации котла,чтобы определить его предполагаемый срок службы.

A.2 Сокращения иусловные обозначения

Вдополнение к условным обозначениям, данным в таблице 4-1 ГОСТ РЕН 12952-1, применяются условные обозначения, данные в таблицеA.1.


Таблица A.1 - Условное обозначение

Условноеобозначение

Описание

Единица


Мембранное напряжение вэксплуатационном режиме

N/мм*


Наработка в эксплуатационномрежиме

ч


Время до предполагаемогоразрушения от ползучести

ч


Коэффициент использованияресурса ползучести

-

________________
*Текст документа соответствует оригиналу. - Примечание изготовителябазы данных.

A.3 Расчетэксплуатационного срока службы и повреждений, возникающихвследствие ползучести

A.3.1 Общиеположения

Расчет коэффициентаиспользования ресурса ползучести - это способ, который учитываетпредшествующие режимы работ. Он производится для элементов свысокой нагрузкой на основании измеренных рабочих температур идавлений.

Для ограниченияколичества требуемых расчетов и более наглядного представления орезультатах весь диапазон давления и температуры, при которыхэлемент работал, должен быть разбит на отдельные участки.

Мембранное напряжение в точке наивысшего нагружения в элементедолжно быть подсчитано путем применения расчетной формулы, при этомиспользуется среднее давление каждого участка. Если рабочеедавление не измеряется постоянно в течение эксплуатации, разделениена участки недопустимо, и в таких условиях в расчет вводитсявеличина рабочего давления при 100%-ной нагрузке, что оборачиваетсяболее консервативным прогнозом. При наличии данных можетучитываться измеренная минимальная толщина стенки. Если она не былаустановлена, то в расчете следует брать гарантированную минимальнуютолщину стенки материала в состоянии поставки.

Теоретический срок службы должен быть рассчитан для каждогономинального значения напряжения и принятой средней температуры. Всоответствии с рисунком А.1 можно получить на пересечении линиинапряжения и нижней границы кривой полосы разбросапредела длительной прочности, равной 0,8 при средней температуре каждоготемпературного диапазона.

Доля накопленнойповреждаемости, возникающей вследствие ползучести, для каждого учитываемого значениятемпературы/давления, получается при помощи соотношенияфактического рабочего времени для данного участка, разделенного натеоретический срок службы для того же участка.

Наработки на каждомисследуемом участке температура/давление должны быть суммированы.При расчете принимаются во внимание погрешности измеренияпараметров и температурные разбежки данного участка.

Доля повреждения,связанного с ползучестью, для каждого участка представляетсякак

. (A.1)


Накопленнаяповреждаемость, возникающая вследствие ползучести за весь оцениваемый период, определяется,исходя из правила линейного суммирования повреждаемостей,суммированием значений для всех отдельных участковтемпература/давление:

. (A.2)


Рисунок A.1 - Диаграмма для определения теоретического срокаслужбы


Рисунок A.1 - Диаграмма для определения

А.3.2 Хранение впамяти компьютера оперативных данных

Вслучае хранения в памяти оперативных данных разделение на участкиможет быть исключено. Для расчета теоретического срока службы оперативно измеренные значения давления итемпературы, включая вышеупомянутые допуски, должны бытьиспользованы вместо средних значений для участков. Приращениенакопленной повреждаемости, возникающей вследствие ползучести,получается в данном случае из измеренного времени, разделенного натеоретический срок службы (см. таблицы A.2 и A.3).

Применяемая при этомкомпьютерная программа должна допускать, чтобы результаты моглибыть проверены, как минимум, методом произвольного контроля.


Таблица A.2 - Суммирование данных для расчета накопленнойповреждаемости, возникающей вследствие ползучести в процессеэксплуатации

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

N

Элемент,материал; группа стали



d,мм


, мм

, мм

, МПа

, °С

, °C

, Н/мм

, 10 ч

1

Линия-ВД
13CrMo44; 5.1

m

A
B

292,0

o

24,0

21,0

75,5

525

530

48,7

208

2

Пароперегреватель-2коллектор
13CrMo44; 5.1

n

A
B

419,0

o

39,0

39,0

75,5

510

525

56,3

186

3

Пароперегреватель-2 выходнаялиния
13CrMo44; 5.1

n

A
B

241,0

o

17,5

17,5

75,5

510

525

48,2

304

4

Пароперегреватель-2 выходнойколлектор
16CrMo44; 5.1

n

A
B

250,0

i

20,0

28,0

75,5

510

525

47,1

329

5

Фитинг на регулирование
20 MoЗ*; 1.2

m

A
B

225,0

i

28,0

20,0

80,4

460

465

86,6

>500

6

Пароперегреватель-1 выходнаялиния
16 MoЗ*; 1.1

n

A
B

241,0

o

14,0

14,0

80,4

460

475

65,2

>500

7

Пароперегреватель-2 выходнойколлектор
16CrMo44; 5.1

n

A
B

250,0

i

22,0

22,0

80,4

460

475

67,0

>500

Температурные допуски в соответствии стаблицей 6.1-1 ГОСТ Р55682.3;

m - необогреваемый - смешанный или регулируемый (плюс 5°С);

n - необогреваемый (плюс 15°С).

A - номинальное или расчетное значение;

B - рабочие или действительное значение.

i - внутренний диаметр;

o - внешний диаметр.