5.14. Освидетельствование грунтов основания и фундамента ИР
5.14.1. Техническое освидетельствование грунтов основания и фундамента выполняется в целях определения их фактического состояния и условий дальнейшей безопасной эксплуатации ИР.
5.14.2. Техническое освидетельствование грунтов основания производится в специально откопанных шурфах (шурфы для освидетельствования фундаментов - см. п. 5.14.6) и включает следующее:
изучение инженерно-геологических условий;
отбор образцов грунта основания в откопанных шурфах и определение его физико-механических характеристик;
химический анализ водной вытяжки грунта из откопанных шурфов.
5.14.3. Физико-механические характеристики образцов грунта основания, а также химический анализ водной вытяжки грунта производятся в лабораторных условиях специализированной организации. Механические характеристики грунтов основания допускается определять непосредственно в откопанных шурфах методом статического зондирования.
5.14.4. Если неравномерность осадки фундаментов превышает допустимые величины ( п. 5.12.14), необходимо провести освидетельствование грунтов основания в специально откопанных шурфах на глубину до плотных пород.
5.14.5. При техническом освидетельствовании фундамента ИР в первую очередь обследованию подлежит его наземная часть: верхняя плита и верхняя часть свай или колонн. По результатам осмотра наземной части в местах наибольших дефектов и повреждений намечается обследование подземных частей железобетонных конструкций.
5.14.6. Для обеспечения доступа к поверхности нижней плиты фундамента и свай и узла сопряжения плиты с колоннами необходимо откопать в грунте шурфы:
размером 1 х 1 м в подполье до обнаружения стыка колонны с нижней плитой (не менее трех шурфов) и на глубину 1,5 м - для определения состояния свай;
размером 1 x 1,5 м по контору нижней плиты до отметки подошвы плиты (не менее трех шурфов), количество шурфов может быть изменено в процессе обследования, в зависимости от характера и серьезности обнаруженных дефектов и повреждений.
5.14.7. При обследовании фундамента ИР особое внимание необходимо обратить на узлы:
сопряжения колонн с верхней и нижней плитой;
крепления анкеров с фундаментной плитой;
на состояние свай, колонн на отметке планировки земли в зоне переменного температурно-влажностного режима.
5.14.8. При визуальном обследовании железобетонных конструкций фундамента ИР фиксируется наличие трещин, каверн, отколов, разрушений защитного слоя бетона, мокрых пятен, высолов, конденсата, мест обмерзания и выщелачивания бетона. Все выявленные дефекты и повреждения наносятся на схему с указанием размеров и мест привязки.
5.14.9. При инструментальном обследовании железобетонных конструкций фундамента ИР определяются следующие характеристики:
фактическая прочность бетона (ГОСТ 22690-88 [31], ГОСТ 28570-90 [32]);
влажность бетона (ГОСТ 12730.2-78 [33]);
глубина карбонизации защитного слоя бетона;
ширина раскрытия коррозионных и силовых трещин в бетоне;
толщина защитного слоя бетона;
степень поражения стальной арматуры коррозией;
потери рабочего сечения железобетонных элементов.
5.14.10. Бетон фундамента ИР должен быть обследован на наличие и концентрацию в нем аммиака (в местах выбуривания кернов, в глубоких трещинах).
5.14.11. При наличии высолов и следов выщелачивания бетона фундаментной плиты необходимо выполнить химический анализ водной вытяжки отобранных образцов поверхностного слоя бетона в лаборатории специализированной организации.
5.14.12. Контроль за температурой бетона осуществляется с помощью термодатчиков, установленных в местах взятия проб.
5.14.13. Результаты освидетельствования грунтов основания и железобетонных конструкций фундамента оформляются заключением с приложением схем и результатов лабораторных исследований. Заключение входит в состав приложения к общему Заключению экспертизы промышленной безопасности ИР.
5.15. Освидетельствование анкерных креплений ИР
5.15.1. При освидетельствовании анкерных креплений ИР необходимо выполнить следующие работы:
произвести анализ проектной и исполнительной документации в целях выявления отступлений от проекта по устройству опорного кольца, теплоизоляции днища ИР, гильз анкеров и верхней фундаментной плиты;
выполнить тепловизионную (термографическую) съемку участков теплоизоляции стенки и днища в местах расположения анкеров в рабочем режиме ИР;
провести визуальный осмотр анкерных креплений на наличие обмерзаний нижнего пояса ИР, коррозии мест крепления упорных пластин (пят) анкеров, разрушения бетона по периметру пят анкеров, подтекания воды (конденсата) между бетоном и гильзами анкеров, подтекания воды (конденсата) в гильзы анкеров путем засверловки отверстий в пятах анкеров в процессе отепления ИР с последующей герметизацией отверстий (на двустенном ИР);
выполнить нивелирование окрайка днища внутри ИР ( п. 5.12.10).
После выполнения вышеперечисленных работ анкера с обнаруженными нарушениями и дефектами необходимо дополнительно обследовать.
5.15.2. При освидетельствовании анкерных креплений одностенного ИР кроме работ, указанных в п. 5.15.1, необходимо выполнить следующее:
вскрыть участки защитного покрытия и теплоизоляции на анкерных креплениях по результатам нивелирования днища и определения неравномерности осадки ИР;
произвести зачистку анкерных полос и сварных швов узлов крепления анкеров к корпусу ИР от ржавчины, грязи, брызг металла;
выполнить визуальный контроль сварных швов с помощью лупы с кратностью увеличения 7 раз, а также цветную дефектоскопию ( пп. 5.8.4.6 - 5.8.4.10).
5.15.3. При выявлении дефектов в сварных швах или металле устранить их, восстановить химзащиту анкеров, теплоизоляцию и защитное покрытие в местах расположения анкеров.
5.15.4. Учитывая наличие осушенного азота в межстенном пространстве двустенного ИР, где анкерные крепления не подвержены коррозионному разрушению, дополнительное обследование узлов крепления анкеров не требуется.
5.15.5. По результатам обследования анкерных креплений составляется протокол ( приложение 14), который входит в состав приложения к Заключению экспертизы промышленной безопасности ИР.
5.16. Испытания внутренней оболочки ИР на прочность и герметичность
5.16.1. Проведение полного технического освидетельствования ИР в соответствии с разделом 5 настоящей Инструкции предусматривает следующие виды испытаний ИР:
испытание на герметичность;
испытание на прочность и плотность.
5.16.2. Испытание на герметичность проводится подачей давления во внутреннюю оболочку инертного газа (азота).
5.16.3. Испытание на герметичность, прочность и плотность проводится по специальной программе.
5.16.4. Испытания на прочность и плотность (комбинированные пневмогидроиспытания) проводятся путем налива воды по поясам с выдержкой в течение 0,5 ч для осмотра ИР. При достижении максимального уровня, предусмотренного проектом, прекращается подача воды в ИР и производится выдержка в течение 24 ч. В это время производится осмотр состояния ИР. При положительном результате осмотра и отсутствии видимого падения уровня воды по уровнемеру (по месту) приступают к набору избыточного давления азота в ИР, равного 0,0125 МПа.
5.16.5. Подъем давления в ИР должен осуществляться со скоростью, не превышающей указанных величин:
0,001 МПа в час до давления 0,007 МПа, с выдержкой в течение 1 ч и осмотром;
0,0005 МПа в час до давления 0,01 МПа, с выдержкой в течение 1 - 2 ч и осмотром;
0,0005 МПа в час до давления 0,0125 МПа, с выдержкой в течение 0,5 ч и осмотром.
5.16.6. При отсутствии видимого падения давления и положительных результатах осмотра испытание ИР на прочность и плотность прекращается, сбрасывается давление до 0,007 МПа со скоростью не более 0,001 МПа в час, производится осмотр и сбрасывается давление до атмосферного со скоростью не более 0,002 МПа в час.
5.16.7. При достижении в ИР давления, равного атмосферному, производится сброс воды до уровня 1 - 2 м со скоростью не более 100 м3/ч или понижением уровня на 2 - 3 мм/мин.
5.16.8. При снижении уровня воды до 1 - 2 м слив прекращается и производится проверка устойчивости ИР путем подачи азота и создания избыточного давления в нем, равным 0,0125 МПа.
5.16.9. Испытательное давление (0,0125 МПа) выдерживается в течение 30 мин, при этом производится осмотр анкерных креплений, после чего давление сбрасывается до рабочего и производится осмотр всего ИР в течение 48 ч.
5.16.10. При положительном результате осмотра и отсутствии видимого падения давления по U-образному манометру производится сброс давления до атмосферного со скоростью не более 0,001 - 0,002 МПа в час, открывается верхний люк ИР и производится полный слив воды. Снижение уровня воды ведется со скоростью не более 2 - 3 мм/мин.
5.16.11. После полного слива воды демонтируются временные трубопроводы, ИР продувается воздухом до содержания кислорода не менее 20% объемных, вскрывается нижний люк-лаз, удаляются остатки воды с днища и производится визуальный контроль конструкций и сварных швов днища, вертикальных швов нижнего пояса стенки внутренней оболочки ИР в объеме 100% с применением лупы 7-кратного увеличения и при необходимости, другие методы контроля.
5.16.12. ИР считается выдержавшим испытание, если:
в процессе испытания на поверхности стенки или по периметру днища не обнаружено течи и уровень воды не снизился ниже проектной величины в течение 48 ч;
не выявлено признаков деформации конструкций;
не обнаружено пропуска воздуха в сварных швах люков-лазов;
отсутствуют дефекты в фундаменте и теплоизоляционном слое днища ИР;
осадка фундамента ИР не выходит за допустимые пределы (не более 120 мм).
5.16.13. При получении отрицательных результатов испытание прекращается на любом этапе в процессе налива воды и подъема давления, сбрасывается давление со скоростью 0,001 МПа в час, устраняются дефекты и испытание повторяют.
5.16.14. После проведенных испытаний составляется акт и результаты испытаний записываются в паспорт ИР.
5.16.15. При выполнении диагностического контроля состояния металла ИР методами и в объеме, определенными разделами 5.8, 5.9 и 5.10 настоящей Инструкции, и получении положительных результатов пневмогидроиспытание ИР не проводится, за исключением случаев проведения ремонтных работ с заменой элементов несущих конструкций ИР.
5.17. Оценка технического состояния ИР
5.17.1. По результатам полного технического освидетельствования ИР на основании полученных данных все выявленные дефекты и повреждения должны быть сопоставлены с требованиями действующей нормативно-технической документации и руководящих документов: СНиП 3.03.01-87 [28], ПБ 03-182-98 [46], ПБ 10-115-96 [36].
5.17.2. При необходимости оценки однородности данных, полученных в результате комплексного технического освидетельствования ИР, применяется статистическая обработка.
5.17.3. К недопустимым отклонениям относятся следующие дефекты и показатели:
коррозионное растрескивание в зонах концентрации напряжений (уторный шов днища, зона основного металла стенки в местах примыкания к уторному шву, перекрестия вертикальных сварных швов стенки I и II пояса внутренней оболочки ИР, застойные зоны, места скопления влаги и коррозионных продуктов, места раздела фаз "газ - жидкость", места изменения направления потоков, зоны входных и выходных штуцеров);
трещины всех видов в металле сварного шва;
прочностные характеристики металла (временное сопротивление или условный предел текучести) отличаются от нормативных более чем на 5% в меньшую сторону;
отношение предела текучести к временному сопротивлению свыше 0,75 для легированных сталей;
относительное удлинение для легированных сталей менее 17%;
максимальный относительный прогиб для вмятин и выпучин размером более 200 мм превышает 5%, абсолютная величина прогиба превышает половину толщины стенки внутренней оболочки ИР;
другие дефекты и отклонения, превышающие требования действующей нормативно-технической документации.
5.17.4. Решение вопроса о техническом состоянии ИР и условиях его дальнейшей безопасной эксплуатации при выявлении отклонений, указанных в п. 8.3, принимается на основании результатов поверочных расчетов на прочность и на устойчивость с учетом изменения формы и геометрических размеров элементов, фактических свойств металла и состояния сварных швов.
5.17.5. Все выявленные при полном техническом обследовании дефекты и повреждения элементов ИР, которые могут быть исправлены, должны быть устранены с последующими испытаниями и контрольной проверкой.
5.17.6. Ремонтные и восстановительные работы конструктивных элементов ИР должны производиться согласно разработанному проекту на ремонт.
5.17.7. Целесообразность ремонта ИР и сроки его безопасной эксплуатации должны решаться в каждом конкретном случае на основании результатов полного технического освидетельствования и с учетом технико-экономического анализа.
5.18. Расчетная оценка статической, хрупкой и циклической прочности ИР
5.18.1. Расчетная оценка прочности производится в целях установления соответствия внутренней оболочки ИР требованиям действующих норм прочности и определения условий дальнейшей безопасной эксплуатации.
5.18.2. Необходимость проведения расчетов на прочность и их методика определяются экспертной организацией, проводящей полное техническое освидетельствование, по результатам данных, полученных в ходе обследования.
5.18.3. Поверочный расчет ИР на статическую прочность проводится в соответствии с ГОСТ 14249-89 [38], ГОСТ 24755-89 [39], ГОСТ 25221-82 [40], ГОСТ 26202-84 [41]. Поверочный расчет на усталостную прочность - в соответствии с ГОСТ 25859-83 [22]. Поверочный расчет на хрупкую прочность - в соответствии со СНиП II-23-81* [37] и Руководством по расчету стальных конструкций на хрупкую прочность [42].
5.18.4. ИР считается работоспособным, если основные элементы его внутренней оболочки имеют запасы прочности для статических и малоцикловых условий нагружения не ниже величин, указанных в ГОСТ 14249-89 [38] и ГОСТ 25859-83 [22] соответственно.
5.18.5. Величина допускаемого внутреннего давления Р на момент проведения полного технического освидетельствования зависит от фактических физико-механических свойств металла элементов внутренней оболочки ИР и толщины стенки:
где - коэффициент прочности сварного шва;
= min(сигмаT / nT ; сигмаB / nB ) - допускаемое напряжение, МПа;
(здесь - фактическое значение предела текучести и временного сопротивления материала элементов внутренней оболочки (МПа), полученные согласно п. 5.10.2;
nT, nB - коэффициенты запаса прочности);
Smin - минимальная толщина стенки внутренней оболочки по результатам толщинометрии, мм;
Dmax - максимальный внутренний диаметр внутренней оболочки ИР по по результатам измерений, мм.
5.18.6. При неудовлетворительных результатах расчетной оценки прочности внутренней оболочки ИР дефектные места подлежат ремонту с обязательным последующим обследованием. При невозможности устранения дефектов дальнейшая эксплуатация ИР не допускается.
5.19. Оценка остаточного ресурса безопасной эксплуатации и назначение сроков следующих полных технических освидетельствований ИР
5.19.1. Оценка остаточного ресурса безопасной эксплуатации ИР производится на основании результатов полного технического освидетельствования при выполнении работ согласно пп. 5.2 - 5.5, 5.7 - 5.15 и разделам 5.16 - 5.18 настоящей Инструкции.
5.19.2. Оценка остаточного ресурса безопасной эксплуатации определяется типом основного повреждающего фактора, действующего на ИР в процессе эксплуатации и установленного по результатам полного технического освидетельствования и анализа условий предшествующей эксплуатации.
5.19.3. Для ИР трещины в элементах внутренней оболочки не допускаются, поэтому основным критерием предельного состояния является уменьшение толщины стенки из-за коррозии (или эрозии) до предельной величины, ниже которой не обеспечивается необходимый запас ее несущей способности.
5.19.4. Оценка остаточного ресурса безопасной эксплуатации ИР по развитию коррозионных повреждений осуществляется только при наличии поверхностной коррозии внутренней оболочки, без наличия коррозионного растрескивания и локальной коррозии, недопустимых при его эксплуатации.
5.19.5. Оценка остаточного ресурса безопасной эксплуатации ИР, эксплуатирующегося в условиях статического нагружения, где основным повреждающим фактором являются коррозионно-эрозионные процессы, производится по формуле
Т = (Sф – Sбр )/C,
где Т - расчетный ресурс, годы;
Sф - фактическая толщина элемента, мм;
Sбр - отбраковочная толщина элемента, мм;
С - скорость коррозии (или эрозионного износа), мм/год.
5.19.6. За фактическую величину Sф принимается минимальное значение из полученных данных по толщинометрии, проводимой при полном техническом освидетельствовании. Отбраковочная толщина Sбр определяется с учетом концентрации напряжений, создаваемых дефектами формы и другими дефектами, а также с учетом фактических свойств металла по результатам полного технического освидетельствования, как большее из двух значений, рассчитанных для рабочих условий и условий гидравлических испытаний.
5.19.7. Для цилиндрической внутренней оболочки ИР Sбр вычисляется по формуле
где PН и PР - расчетное давление и давление при испытаниях, МПа;
D - диаметр внутренней оболочки ИР, м;
и Н - допускаемое напряжение в рабочих условиях и при испытаниях, МПа;
- коэффициент прочности сварного шва (для автоматической дуговой электросварки = 1,0);
5.19.8. За скорость коррозии С (мм/год) принимается максимальное из двух значений: по паспорту ИР для данного продукта хранения либо исходя из разницы начальной толщины элемента и последних данных толщинометрии, полученных по результатам полного технического освидетельствования, деленной на срок эксплуатации.
5.19.9. Оценка остаточного ресурса безопасной эксплуатации производится для каждого нагруженного элемента внутренней оболочки ИР, за ресурс ИР принимается минимальное из полученных значений для отдельных элементов, но не более 8 лет.
5.19.10. Для ИР, эксплуатирующихся в условиях малоциклового нагружения, основным повреждающим фактором является малоцикловая усталость металла, поэтому оценка остаточного ресурса безопасной эксплуатации выполняется по ГОСТ 25859-83 [22]. Если расчетный ресурс превышает 8 лет, то он принимается равным 8 годам.
5.19.11. Для ИР, эксплуатирующихся при воздействии других основных повреждающих факторов, схема расчета ресурса определяется специалистами, выполняющими полное техническое освидетельствование.
6. Частичное освидетельствование ИР в эксплуатационном режиме
6.1. Частичное освидетельствование ИР в режиме эксплуатации проводится согласно п. 3.5. настоящей Инструкции.
6.2. При частичном освидетельствовании ИР проводится следующий комплекс работ:
анализ комплекта технической, эксплуатационной документации и предписаний органов Госгортехнадзора России (в соответствии с разделом 5.2);
наружный осмотр ИР в эксплуатационном режиме (в соответствии с разделом 5.3);
тепловизионное обследование ИР в эксплуатационном режиме (в соответствии с разделом 5.4);
проверка допустимого содержания хранимого продукта в межстенном пространстве ИР;
освидетельствование технологического оборудования ИР (в соответствии с разделом 5.5);
определение физико-механических характеристик и химического состава металлоконструкций внутренней оболочки ИР (дюрометрический метод оценки прочности, определение фактических механических характеристик и химического состава, в том числе неразрушающий метод контроля на микропробах, в соответствии с разделом 5.9);
металлографические и электронно-фрактографические исследования структурного и коррозионного состояния основного металла и материала сварных швов внутренней оболочки ИР (в соответствии с разделом 5.10);
определение фактической геометрической формы наружной оболочки двустенного ИР (в соответствии с разделом 5.11);
геодезические измерения неравномерности осадки фундамента и горизонтальности днища наружной металлической емкости (для двустенного) ИР (в соответствии с разделом 5.12);
освидетельствование тепловой изоляции ИР (в соответствии с разделом 5.13);
освидетельствование грунтов основания и фундамента ИР (в соответствии с разделом 5.14);
освидетельствование анкерных креплений ИР (в соответствии с разделом 5.15);
оценка технического состояния ИР (в соответствии с разделом 5.17);
расчетная оценка статической, хрупкой и циклической прочности ИР (в соответствии с разделом 5.18);
оценка остаточного ресурса безопасной эксплуатации ИР (в соответствии с разделом 5.19).
6.3. Отбор микропроб ( п. 5.9.2.8) для определения физико-механических характеристик, химического состава металлоконструкций и металлографических исследований производить с наружной поверхности внутренней оболочки ИР в доступных местах через вырезанные окна в теплоизоляции.
6.4. ИР необходимо вывести из эксплуатации и произвести его полное техническое освидетельствование в соответствии с разделом 5 настоящей Инструкции, если при частичном освидетельствовании выявлены следующие дефекты и повреждения:
разрушение анкерных креплений - более трех анкеров;
содержание продукта в межстенном пространстве выше допустимых норм;
наличие признаков старения теплоизоляционного материала (участки обмерзания наружной поверхности стенки и крыши свыше 3 м2);
в случае перелива продукта;
величина неравномерности осадки края днища превышает величину, равную толщине листа окрайка днища;
нарушение герметичности ИР.
6.5. При удовлетворительных результатах частичного освидетельствования выдается заключение экспертизы промышленной безопасности ИР о возможности продления срока эксплуатации до очередного полного технического освидетельствования на срок не более одного года по согласованию с органами Госгортехнадзора России.
7. Перечень исполнительной документации по результатам полного технического освидетельствования ИР
7.1. В приложении Заключения экспертизы промышленной безопасности по результатам проведения полного технического освидетельствования ИР должны быть представлены следующие документы:
акт сдачи ИР для проведения полного технического освидетельствования;
акт проверки и анализа проектной, исполнительной и эксплуатационной документации;
протокол наружного осмотра ИР в эксплуатационном режиме;
материалы обследования технического состояния теплоизоляционных конструкций ИР в эксплуатационном режиме;
акт обследования состояния технологического оборудования, трубопроводов, защитных устройств, средств КИПиА;
протокол визуально-оптического контроля внутренней оболочки ИР;
протокол АЭ-контроля со схемой расстановки ПАЭ;
протокол ультразвукового контроля сварных соединений;
протокол контроля качества сварных швов цветной дефектоскопией;
протокол магнитопорошкового контроля;
протокол ультразвуковой толщинометрии со схемой расположения точек измерения толщины стенок и днища;
заключение по качеству основного металла и сварных швов внутренней оболочки ИР по результатам химического анализа, механическим свойствам и металлографическому анализу структуры;
протокол проверки геометрической формы;
протокол геодезических измерений;
заключение о состоянии теплоизоляционных конструкций ИР с приложением схемы отбора проб и результатов лабораторных исследований;
заключение о состоянии грунтов основания и фундамента ИР с приложением схемы отбора проб и результатов лабораторных исследований;
протокол обследования анкерных креплений;
акт испытания ИР на прочность, плотность и герметичность (в случае их проведения);
расчетная оценка статической, хрупкой и циклической прочности;
акт приемки ИР в эксплуатацию после полного технического освидетельствования.
8. Оформление и выдача заключения экспертизы промышленной безопасности
|
