Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением, для объектов использования атомной энергии

 

ПРАВИЛА УСТРОЙСТВА И БЕЗОПАСНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ СОСУДОВ, РАБОТАЮЩИХ ПОД ДАВЛЕНИЕМ, ДЛЯ ОБЪЕКТОВ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ АТОМНОЙ ЭНЕРГИИ

 
1. Общие положения   1.1 Назначение

 

1.1.1 Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением, для объектов использования атомной энергии (далее – Правила) устанавливают требования к проектированию, устройству, изготовлению, монтажу, наладке, эксплуатации, ремонту и реконструкции в процессе эксплуатации на объектах использования атомной энергии сосудов, цистерн, бочек, баллонов, барокамер^*, используемых в технологических процессах объектов использования атомной энергии (далее – ОИАЭ) и (или) расположенных и эксплуатируемых на их территории, не отнесенных к первому, второму или третьему классу безопасности общими положениями обеспечения безопасности соответствующих ОИАЭ.

1.1.2 Проектирование, изготовление, монтаж и наладка по вновь вводимым сосудам для ОИАЭ должны выполняться по правилам устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением, утвержденным в установленном порядке (далее – Правила по сосудам) специализированными организациями, располагающими условиями выполнения соответствующих работ и подготовленными работниками (персоналом).

1.1.3 Эксплуатация сосудов, а также их ремонт и реконструкция в процессе эксплуатации (включая разработку технологии ремонта, конструирование и изготовление элементов, монтаж, наладку, диагностирование, испытания и др.) производятся по настоящим Правилам эксплуатирующей организацией ОИАЭ или по ее решению – соответствующими специализированными организациями.

Надзор за осуществлением перечисленных работ осуществляют межрегиональные территориальные округа Госатомнадзора России.

Необходимость и условия приведения в соответствие с настоящими Правилами сосудов, находящихся в эксплуатации или ремонте на ОИАЭ, определяются в порядке, установленном Госатомнадзором России.

  1.2 Область распространения

 

1.2.1 Настоящие Правила распространяются на:

сосуды, работающие под давлением воды с температурой выше 115 °C или другой жидкости с температурой, превышающей температуру кипения при давлении 0,07 МПа (0,7 кгс/см²)^*, без учета гидростатического давления;

^* Здесь и далее указывается избыточное давление.

сосуды, работающие под давлением водяного пара или газа свыше 0,07 МПа (0,7 кгс/см²);

баллоны, предназначенные для хранения сжатых, сжиженных и растворенных газов под давлением свыше 0,07 МПа (0,7 кгс/см²);

цистерны и бочки для хранения сжиженных газов, давление паров которых при температуре до 50 °C превышает давление 0,07 МПа (0,7 кгс/см²);

цистерны и сосуды для хранения сжатых, сжиженных газов, жидкостей и сыпучих тел, в которых давление выше 0,07 МПа (0,7 кгс/см²) создается периодически для их опорожнения;

барокамеры.

 

1.2.2 Настоящие Правила не распространяются на:

сосуды вместимостью не более 0,025 м³ (25 л) независимо от давления, используемые для научно-экспериментальных целей. При определении вместимости из общей емкости сосуда исключается объем, занимаемый футеровкой, трубами и другими внутренними устройствами. Группа сосудов, а также сосуды, состоящие из отдельных корпусов и соединенные между собой трубами с внутренним диаметром более 100 мм, рассматриваются как один сосуд;

сосуды и баллоны вместимостью не более 0,025 м³ (25 л), у которых произведение давления в МПа (кгс/см²) на вместимость в м³ (л) не превышает 0,02 (200);

сосуды ядерных энергетических установок судов, авиационных и космических летательных аппаратов;

сосуды, работающие под давлением, создающимся при взрыве внутри них, в соответствии с технологическим процессом;

сосуды, работающие под вакуумом;

сосуды, работающие под давлением, аммиачных холодильных установок;

сосуды со сжатыми и сжиженными газами, предназначенные для обеспечения топливом двигателей транспортных средств, на которых они установлены;

приборы парового и водяного отопления;

трубчатые печи;

сосуды, состоящие из труб с внутренним диаметром не более 150 мм без коллекторов, а также с коллекторами, выполненными из труб с внутренним диаметром не более 150 мм.

  1.3 Проектирование

 

1.3.1 Проекты сосудов и их элементов для ОИАЭ (в том числе запасных частей к ним), подлежащих изготовлению, а также проекты их монтажа должны выполняться специализированными проектными организациями по Правилам по сосудам.

Проекты ремонта и реконструкции сосудов, эксплуатируемых на ОИАЭ, и их элементов может выполнять организация-владелец или по ее решению – специализированная организация по настоящим Правилам.

1.3.2 Руководители и специалисты, занятые проектированием сосудов для ОИАЭ, прошедшие проверку знаний Правил по сосудам, в соответствии с Положением о порядке подготовки и аттестации работников организаций, осуществляющих деятельность в области промышленной безопасности опасных производственных объектов, подконтрольных Госгортехнадзору России (РД 03–444–02), утвержденным постановлением Госгортехнадзора России от 30.04.2002 № 21 и зарегистрированном Минюстом России 31.05.2002, регистрационный № 3489.

Руководители и специалисты, занятые проектированием ремонтных работ и реконструкции сосудов, эксплуатируемых на ОИАЭ, могут быть проверены на знание настоящих Правил в соответствии с нормативной документацией (далее – НД), одобренной Госатомнадзором России.

1.3.3 Изменения в проекте, необходимость в которых может возникнуть при изготовлении, реконструкции, монтаже, наладке, эксплуатации и ремонте сосуда, должны быть согласованы с организацией – разработчиком проекта сосуда. При отсутствии разработчика проекта, а также для сосудов, приобретенных за границей, допускается согласовывать изменения в проекте со специализированной организацией.

  1.4 Порядок расследования аварий и несчастных случаев

 

1.4.1 Расследование аварий и несчастных случаев в работе сосудов, на которые распространяются настоящие Правила, должно производиться в соответствии с законодательством и федеральными нормами и правилами в области использования атомной энергии.

 
2. Конструкция сосудов   2.1 Общие требования

 

2.1.1 Конструкция сосудов должна обеспечивать надежность, долговечность и безопасность эксплуатации в течение проектного срока службы и предусматривать возможность проведения технического освидетельствования, очистки, промывки, полного опорожнения, продувки, ремонта, эксплуатационного контроля металла и соединений.

2.1.2 Для каждого сосуда должен быть установлен и указан в паспорте проектный срок службы с учетом условий эксплуатации.

2.1.3 Устройства, препятствующие наружному и внутреннему осмотрам сосудов (мешалки, змеевики, рубашки, тарелки, перегородки и другие приспособления), должны быть, как правило, съемными.

При применении приварных устройств должна быть предусмотрена возможность их удаления для проведения наружного и внутреннего осмотров и последующей установки на место.

2.1.4 Если конструкция сосуда не позволяет проведение наружного и внутреннего осмотров или гидравлического испытания, предусмотренных требованиями настоящих Правил, разработчиком проекта сосуда в инструкции по монтажу и эксплуатации должны быть указаны методика, периодичность и объем контроля, выполнение которых обеспечит своевременное выявление и устранение дефектов.

2.1.5 Конструкции внутренних устройств должны обеспечивать удаление из сосуда воздуха при гидравлическом испытании и воды после гидравлического испытания.

2.1.6 Сосуды должны иметь штуцеры для наполнения и слива воды, а также удаления воздуха при гидравлическом испытании.

2.1.7 На каждом сосуде должен быть предусмотрен вентиль, кран или другое устройство, позволяющее осуществлять контроль за отсутствием давления в сосуде перед его открыванием; при этом отвод среды должен быть направлен в безопасное место.

2.1.8 Расчет на прочность сосудов и их элементов должен производиться по НД, утвержденной в установленном порядке. Сосуды, предназначенные для работы в условиях циклических и знакопеременных нагрузок, должны быть рассчитаны на прочность с учетом этих нагрузок.

При отсутствии нормативного метода расчет на прочность должен выполняться по методике, согласованной со специализированной организацией.

2.1.9 Сосуды, которые в процессе эксплуатации изменяют свое положение в пространстве, должны иметь приспособления, предотвращающие их самоопрокидывание.

2.1.10 Конструкция сосудов, обогреваемых горячими газами, должна обеспечивать надежное охлаждение стенок, находящихся под давлением, до проектной температуры.

2.1.11 Для проверки качества приварки колец, укрепляющих отверстия для люков, лазов и штуцеров, должно быть резьбовое контрольное отверстие в кольце, если оно приварено снаружи, или в стенке, если кольцо приварено с внутренней стороны сосуда.

Данное требование распространяется также и на привариваемые снаружи к корпусу накладки или другие укрепляющие элементы.

2.1.12 Электрическое оборудование сосудов должно соответствовать правилам технической эксплуатации электроустановок потребителей и правилам техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей, утвержденными в установленном порядке.

 
2.2 Люки, лючки, крышки

 

2.2.1 Сосуды должны быть снабжены необходимым количеством люков и смотровых лючков, обеспечивающих осмотр, очистку и ремонт сосудов, а также монтаж и демонтаж разборных внутренних устройств.

Сосуды, состоящие из цилиндрического корпуса и решеток с закрепленными в них трубками (теплообменники), и сосуды, предназначенные для транспортирования и хранения криогенных жидкостей, а также сосуды, предназначенные для работы с веществами первого и второго классов опасности в соответствии с государственными стандартами, но не вызывающие коррозии и накипи, допускается изготовлять без люков и лючков независимо от диаметра сосудов при условии выполнения требования пункта 2.1.4 настоящих Правил.

2.2.2 Сосуды с внутренним диаметром более 800 мм должны иметь люки, а с внутренним диаметром 800 мм и менее – лючки.

2.2.3 Внутренний диаметр круглых люков должен быть не менее 400 мм. Размеры овальных люков по наименьшей и наибольшей осям в свету должны быть не менее 325×400 мм.

Внутренний диаметр круглых или размер по наименьшей оси овальных лючков должен быть не менее 80 мм.

2.2.4 Люки, лючки необходимо располагать в местах, доступных для обслуживания. Требования к устройству, расположению и обслуживанию смотровых окон в барокамерах определяются проектной организацией и указываются в инструкции по монтажу и эксплуатации завода-изготовителя.

2.2.5 Крышки люков должны быть съемными. На сосудах, изолированных на основе вакуума, допускаются приварные крышки.

2.2.6 Крышки массой более 20 кг должны быть снабжены подъемно-поворотными или другими устройствами для их открывания и закрывания.

2.2.7 Конструкция шарнирно-откидных или вставных болтов, хомутов, а также зажимных приспособлений люков, крышек и их фланцев должна предотвращать их самопроизвольный сдвиг.

2.2.8 При наличии на сосудах штуцеров, фланцевых разъемов, съемных днищ или крышек, внутренние размеры которых не менее указанных в пункте 2.2.3 настоящих Правил, обеспечивающих возможность проведения внутреннего осмотра, допускается люки не предусматривать.

  2.3 Днища сосудов

 

2.3.1 В сосудах должны применяться днища: эллиптические, полусферические, торосферические (коробовые), сферические неотбортованные, конические отбортованные, конические неотбортованные, плоские отбортованные, плоские неотбортованные.

2.3.2 Эллиптические днища должны иметь высоту выпуклой части, измеренную по внутренней поверхности, не менее 0,2 внутреннего диаметра днища. Допускается уменьшение этой величины по согласованию со специализированной организацией.

2.3.3 Торосферические (коробовые) днища должны иметь:

высоту выпуклой части, измеренную по внутренней поверхности, не менее 0,2 внутреннего диаметра;

внутренний радиус отбортовки не менее 0,1 внутреннего диаметра днища;

внутренний радиус кривизны центральной части не более внутреннего диаметра днища.

2.3.4 Сферические неотбортованные днища могут применяться с приварными фланцами, при этом:

внутренний радиус сферы днища должен быть не более внутреннего диаметра сосуда;

сварное соединение фланца с днищем выполняется со сплошным проваром.

2.3.5 В выпуклых сварных днищах, за исключением полусферических, состоящих из нескольких частей с расположением сварных швов по хорде, расстояние от оси сварного шва до центра днища должно быть не более 1/5 внутреннего диаметра днища.

Круговые швы выпуклых днищ должны располагаться от центра днища на расстоянии не более 1/3 внутреннего диаметра днища.

2.3.6 Конические неотбортованные днища должны иметь центральный угол не более 45°. По заключению специализированной организации по аппаратостроению центральный угол может быть увеличен до 60°.

2.3.7 Плоские днища с кольцевой канавкой и цилиндрической частью (бортом), изготовленные механической расточкой, должны изготовляться из поковки. Допускается изготовление плоского отбортованного днища из листа, если отбортовка выполняется штамповкой или обкаткой кромки листа с изгибом на 90°.

2.3.8 Для отбортованных и переходных элементов сосудов, за исключением выпуклых днищ, компенсаторов и вытянутых горловин под приварку штуцеров, расстояние l от начала закругления отбортованного элемента до отбортованной кромки в зависимости от толщины s стенки отбортованного элемента должно быть не менее указанного в табл. 1.

  2.4 Сварные швы и их расположение

 

2.4.1 При сварке обечаек, приварке днищ к обечайкам и приварке труб должны применяться стыковые швы с полным проплавлением.

Допускаются сварные соединения в тавр и угловые с полным проплавлением для приварки плоских днищ, плоских фланцев, трубных решеток, штуцеров, люков, рубашек.

Применение нахлесточных сварных швов допускается для приварки к корпусу укрепляющих колец, опорных элементов, подкладных листов, пластин под площадки, лестницы, кронштейны и т. п.

2.4.2 Конструктивный зазор в угловых и тавровых сварных соединениях допускается в случаях, предусмотренных НД, утвержденной в установленном порядке.

2.4.3 Сварные швы должны быть доступны для контроля при изготовлении, монтаже и эксплуатации сосудов, предусмотренного требованиями настоящих Правил, соответствующих стандартов и технических условий.

2.4.4 Продольные швы смежных обечаек и швы днищ сосудов должны быть смещены относительно друг друга на величину трехкратной толщины наиболее толстостенного элемента, но не менее чем на 100 мм между осями швов.

Указанные швы допускается не смещать относительно друг друга в сосудах, предназначенных для работы под давлением не более 1,6 МПа (16 кгс/см²) и при температуре стенки не выше 400 °C, с номинальной толщиной стенки не более 30 мм при условиях, что эти швы выполняются автоматической или электрошлаковой сваркой и места пересечения швов контролируются методом радиографии или ультразвуковой дефектоскопии в объеме 100 %.

2.4.5 При приварке к корпусу сосуда внутренних и внешних устройств (опорных элементов, тарелок, рубашек, перегородок и др.) допускается пересечение этих сварных швов со стыковыми швами корпуса при условии предварительной проверки перекрываемого участка шва корпуса радиографическим контролем или ультразвуковой дефектоскопией.

2.4.6 В случае приварки опор или иных элементов к корпусу сосуда расстояние между краем сварного шва сосуда и краем шва приварки элемента должно быть не менее толщины стенки корпуса сосуда, но не менее 20 мм.

Для сосудов из углеродистых и низколегированных марганцовистых и марганцово-кремнистых сталей, подвергаемых после сварки термообработке, независимо от толщины стенки корпуса расстояние между краем сварного шва сосуда и краем шва приварки элемента должно быть не менее 20 мм.

2.4.7 В горизонтальных сосудах допускается местное перекрытие седловыми опорами кольцевых (поперечных) сварных швов на общей длине не более 0,35 πD, а при наличии подкладного листа – не более 0,5 πD, где D – наружный диаметр сосуда. При этом перекрываемые участки сварных швов по всей длине должны быть проверены методом радиографии или ультразвуковой дефектоскопии.

2.4.8 В стыковых сварных соединениях элементов сосудов с разной толщиной стенок должен быть обеспечен плавный переход от одного элемента к другому путем постепенного утонения кромки более толстого элемента. Угол наклона поверхностей перехода не должен превышать 20°.

Если разница в толщине соединяемых элементов составляет не более 30 % толщины тонкостенного элемента и не превышает 5 мм, то допускается применение сварных швов без предварительного утонения толстого элемента. Форма швов должна обеспечивать плавный переход от толстого элемента к тонкому.

При стыковке литой детали с деталями из труб, проката или поковок необходимо учитывать, что номинальная проектная толщина литой детали на 25 – 40 % больше аналогичной проектной толщины стенки элемента из труб, проката или поковок, поэтому переход от толстого элемента к тонкому должен быть выполнен таким образом, чтобы толщина конца литой детали была не менее номинальной проектной величины.

  2.5 Расположение отверстий в стенках сосудов