ЭПБ варочных котлов и содорегенерационных котлоагрегатов ЦБК: что подлежит экспертизе и как часто

Экспертиза промышленной безопасности на целлюлозно-бумажном комбинате назначается не по календарю. Это первое, что стоит понять главному инженеру, который ищет в нормативке «периодичность ЭПБ варочного котла». Периодичности как таковой нет — есть основания, при наступлении которых техническое устройство нельзя эксплуатировать без положительного заключения. Календарь появляется только как следствие: срок дальнейшей безопасной эксплуатации, который эксперт указал в предыдущем заключении, и определяет дату следующей экспертизы.

Разбираем, какое оборудование ЦБК попадает под экспертизу, когда именно она нужна и в чём специфика диагностирования металла, годами работавшего в щелочах и сернистых средах.

Когда техническое устройство идёт на экспертизу

Основания перечислены в статье 7 Федерального закона № 116-ФЗ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов». Их четыре, и на комбинате работают все:

• истёк срок службы, установленный изготовителем, или назначенный ресурс выработан — типовая ситуация для варочных котлов и барабанов СРК, отработавших по тридцать-сорок лет;
• отсутствуют данные о сроке службы в технической документации, а устройство отработало двадцать лет — характерно для оборудования старой постройки и импортных линий без паспортов;
• выполнены работы по восстановлению или изменению конструкции сверх регламентных: замена днища, вварка вставок, замена участка экранной системы, переобвязка аппарата;
• устройство повреждено в результате аварии на объекте, и есть основания полагать, что затронуты несущие элементы.

Порядок проведения экспертизы, требования к экспертам и к содержанию заключения установлены федеральными нормами и правилами «Правила проведения экспертизы промышленной безопасности». Заключение вступает в силу не в момент подписания, а после внесения в реестр заключений Ростехнадзора — до этого оно юридически не работает. Действующие редакции ФНП и приказов проверяйте по официальным публикациям на портале правовой информации: документы по экспертизе переиздавались, и ссылка на отменённые правила в заключении сама по себе является дефектом.

Перечень оборудования ЦБК, идущего на ЭПБ

Практический список по цехам выглядит так.

Варочный цех. Котлы периодического действия, корпуса установок непрерывной варки, пропиточные зоны, диффузоры, сцежи, выдувные резервуары, сепараторы и конденсаторы сдувок, теплообменники подогрева щёлока, трубопроводы белого и чёрного щёлока, паропроводы подачи в котёл.

Выпарная станция. Корпуса выпарных аппаратов всех ступеней, поверхностные и барометрические конденсаторы, баки слабого и крепкого щёлока, теплообменники, насосные линии щёлока высокой сухости.

Отдел регенерации. Содорегенерационный котлоагрегат целиком: барабан, экранная система, пароперегреватель, экономайзер, воздухоподогреватель, растворитель плава, баки зелёного щёлока. Далее каустизация — гасители-классификаторы, осветлители, фильтры, ёмкости известкового шлама — и известерегенерационная печь с газоходами и горелочными устройствами.

Отбельный и химический цех. Испарители и танки хлора, реакторы и абсорберы установки диоксида хлора, ёмкости гипохлорита, склады серной кислоты и едкого натра, трубопроводы кислот и щелочей, аппараты отбельных ступеней, работающие под давлением.

Общезаводское. Паровые котлы и паропроводы ТЭС, сосуды воздухосборников компрессорных, ресиверы, сушильные цилиндры бумагоделательных машин, работающие под паровым давлением, стационарные грузоподъёмные механизмы цехов, а также здания и сооружения — эстакады, галереи транспортёров, дымовые трубы, опорные конструкции аппаратов.

Здания и сооружения — отдельная строка. На комбинате именно они чаще всего выпадают из графиков: эстакада щёлокопроводов или перекрытие варочного цеха, годами работавшие в конденсате и щелочном аэрозоле, требуют обследования не реже, чем сами аппараты.

Почему содорегенерационный котлоагрегат стоит особняком

СРК — самый опасный агрегат целлюлозного производства, и причина у этого физическая, а не регуляторная. На поду топки постоянно лежит плав: расплав карбоната и сульфида натрия с температурой около 800 °C. Стенки топки образованы экранными трубами, внутри которых под котловым давлением идёт вода. Если труба прогорает или даёт свищ, вода попадает прямо в плав и мгновенно превращается в пар, увеличиваясь в объёме в сотни раз. Получается физический взрыв — без горючей смеси, без источника зажигания, за доли секунды. Топку разрывает изнутри, а плав выбрасывает наружу.

Отсюда особенности экспертизы. Для СРК критичны не только толщины и швы, но и состояние экранной системы в зоне плава, плотность обшивки, работоспособность автоматики аварийного останова и слива воды из котла ниже уровня топки, а также контроль сухости щёлока, подаваемого на сжигание: щёлок пониженной сухости вносит в топку ту же самую лишнюю воду, только организованно. Эксперт, который смотрит барабан и не смотрит логику защит и журнал течей, свою работу не сделал.

Специфика диагностирования в щелочной и сернистой среде

Металл на ЦБК изнашивается не так, как на нефтехимии. Основные механизмы, которые ищет эксперт:

• общая коррозия в белом и чёрном щёлоке — равномерное утонение стенок котлов, диффузоров, трубопроводов щёлока;
• щелочное коррозионное растрескивание под напряжением в зонах сварных швов, приварки штуцеров и опор, где остаточные напряжения складываются с агрессивной средой;
• язвенная и питтинговая коррозия под отложениями в выпарных аппаратах и на поверхностях нагрева;
• эрозионный износ в узлах с высокой скоростью потока — коленах щёлокопроводов, входных участках аппаратов, соплах;
• высокотемпературная коррозия и наводороживание экранных труб СРК, ползучесть металла пароперегревателей.

Соответственно, минимальный набор технического диагностирования: визуальный и измерительный контроль, ультразвуковая толщинометрия по утверждённой карте контрольных точек, ультразвуковой контроль и магнитопорошковая дефектоскопия сварных швов и зон концентрации напряжений, вихретоковый или ультразвуковой контроль труб поверхностей нагрева, твердометрия, при необходимости — металлография на репликах и вырезка образцов для механических испытаний, а также поверочные расчёты на прочность. Гидравлические испытания проводятся по программе, согласованной с эксплуатирующей организацией.

Карта точек толщинометрии — не формальность. Именно она даёт сопоставимость: если прошлый замер сделан «где-то на колене», а нынешний в другом месте, скорость коррозии посчитать не из чего.

Как считается остаточный ресурс

Логика простая и проверяемая. Берётся исходная толщина стенки по паспорту или по результатам первого измерения, берётся фактическая толщина сейчас, разница делится на время между измерениями — получается скорость коррозии. Отдельно рассчитывается отбраковочная толщина: минимальная толщина, при которой элемент ещё выдерживает рабочее давление и нагрузки с нормативным запасом. Остаточный ресурс — это время, за которое фактическая толщина при текущей скорости коррозии дойдёт до отбраковочной, с понижающим коэффициентом.

Из этого следует практический вывод: без протоколов прошлых измерений скорость коррозии определить не по чему, и эксперт вынужден закладывать консервативную оценку. Результат — срок безопасной эксплуатации не восемь лет, а два-три года, и вы возвращаетесь к экспертизе втрое чаще. Архив протоколов толщинометрии стоит хранить не потому, что так требует проверяющий, а потому что он прямо конвертируется в межэкспертный интервал.

Что делать, когда срок уже подошёл

Типичная ситуация: капитальный ремонт запланирован на июль, к остановке нужны заключения по шести аппаратам, а экспертная организация с нужной областью аттестации отвечает, что возьмёт работу в сентябре. Оборудование либо стоит, либо работает за пределами срока службы — второе означает нарушение требований промышленной безопасности со всеми последствиями вплоть до административного приостановления деятельности.

НПИ «Недра» закрывает это сервисом «Блиц-эксперт»: заявку сразу видят все эксперты института, аттестованные по нужной области, первый свободный берёт её в работу, срок — от одного дня, цена берётся из тарифа и видна до регистрации. Оплата двумя частями по 50 %: аванс и остаток после готовности заключения. Замечания и исправленная документация ходят внутри заявки, а не россыпью по телефону, число раундов не ограничено; заключение приходит с электронной подписью, счёт и акт — в личном кабинете.

Собственная лаборатория неразрушающего контроля НПИ «Недра» выполняет техническое диагностирование на площадке комбината, включая толщинометрию по картам, контроль сварных соединений и поверочные расчёты, так что диагностика и экспертиза не разносятся по двум подрядчикам с разными сроками. Требования к области аттестации экспертов и порядок внесения заключений в реестр смотрите на сайте Ростехнадзора — проверить аттестацию эксперта до заключения договора дешевле, чем переделывать заключение после отказа во внесении в реестр.

Фото: brownpau, Flickr, CC BY 2.0