Трубопроводная арматура для атомных станций

Арматура трубопроводная для атомных станций

Проект межгосударственного стандарта

Общие технические условия

5.3.1 Общие требования

5.3.1.1 Арматура должна быть прочной, плотной и герметичной относительно внешней среды по подвижным и неподвижным со­единениям. Пропуск среды или «потение» через металл и сварные соединения, а также пропуск среды через места соединений (про­кладочные соединения и сальник) не допускаются. Арматура не должна терять герметичность по отношению к внешней среде при отказе отключающих устройств привода в любом положении ЗЭл.

Прочность основных деталей арматуры подтверждают расче­том и испытаниями при пробном давлении Р,, (Р_пр).

5.3.1.2 Детали подвижных соединений арматуры должны пере­мещаться плавно без рывков и заеданий.

5.3.1.3 Для запорной арматуры с верхним уплотнением пред­усматривают возможность контроля его герметичности.

5.3.1.4 Арматура с ручным управлением должна закрываться вращением маховика (рукоятки) по часовой стрелке. При вра­щении по часовой стрелке маховика (рукоятки) арматуры или ручного дублера привода ЗЭл (РЭл) должен перемещаться в на­правлении закрытия.

5.3.1.5 Значение условной пропускной способности К^ для регу­лирующей арматуры принимают в диапазоне от 1,1 до 1,7 от мак­симального расчетного значения пропускной способности К„_р.

5.3.2 Требования к арматуре 1, 2 и 3 классов безопас­ности

5.3.2.1  Расчеты на прочность корпусных деталей арматуры выполняют с учетом механических нагрузок и температурных воздействий, соответствующих расчетным режимам НЭ и ННЭ. Нагрузки от трубопроводов определяют по приложению Е и ука­зывают в ТУ. Расчеты на прочность выполняют в соответствии с требованиями [5].

5.3.2.2 Присоединение арматуры к оборудованию и трубопро­водам — сваркой, если в ТУ не указано иное. Размеры и формы разделки концов присоединительных патрубков арматуры и тру­бопроводов — по приложению Ж.

5.3.2.3  Предохранительную арматуру допускается присоеди­нять к оборудованию и трубопроводам фланцами и ниппелями, а гермоклапаны — фланцами.

5.3.2.4  Габаритные и присоединительные размеры арматуры (строительные длины и высоты, а также смещение патрубков арматуры) приведены в приложении И и указывают в ТУ и ЭД.

Допускается, по согласованию с заказчиком, изготавливать арма­туру с нестандартной строительной длиной.

5.3.2.5    Для арматуры, находящейся в контакте с двухфазной и вскипающей средами, должны быть предусмотрены покрытия и (или) другие конструктивные мероприятия по защите корпуса и выемных деталей арматуры, а также прилегающих участков трубопроводов от эрозионного износа. Требования к защите от эрозионного износа указывают в ТЗ и (или) ТУ.

Для регулирующей арматуры в ТУ и РЭ указывают условия экс­плуатации, снижающие вероятность возникновения кавитации.

5.3.2.6    Для сигнализации о крайних положениях ЗЭл запорной арматуры с электроприводом следует применять датчики поло­жения (концевые выключатели), входящие в состав электропри­вода. Для арматуры других типов необходимость установки дат­чиков указывают в ТЗ.

В конструкции запорной арматуры с ручным управлением (ма­ховиком, шарнирной муфтой, цилиндрическим или коническим редуктором) по требованию заказчика должна быть предусмо­трена возможность установки двух концевых выключателей для сигнализации крайних положений ЗЭл. В ТУ и в ПС указывают тип выключателей.

Арматура 1 и 2 классов безопасности, у которой несанкцио­нированное перемещение ЗЭл может повлиять на безопасность АС, должна иметь устройство для формирования сигнала о по­ложении затвора для информационно-вычислительной системы во всем диапазоне хода арматуры, что должно быть оговорено в ТЗ, ТУ и ЭД.

5.3.2.7    Арматура должна быть работоспособна в течение всего срока службы при следующих скоростях рабочей среды во вход­ном патрубке арматуры (если иное не указано в ТУ):

а) для жидких сред:

—   до 5 м/с в номинальном режиме;

—   до 7,5 м/с в течение 10ОО ч за срок службы;

—       до 25 м/с в трубопроводе на выходе из арматуры в течение 10 ч/год для арматуры САОЗ и систем аварийного охлаждения ре­актора, что оговаривается в ТЗ и ТУ.

б) для пара и газа:

—   до 60 м/с в номинальном режиме;

—   до 100 м/с в течение 1000 ч за срок службы.

Степень открытия регулирующей арматуры при повышенных скоростях рабочей среды оговаривают в ТУ на конкретный тип арматуры.

5.3.2.8    Установочное положение и направление подачи рабочей среды (одностороннее или двустороннее) указывают в ТУ и ЭД.

Установочное положение арматуры на трубопроводе:

—  запорной (в том числе отсечной), регулирующей:

а) Р1М < 50 и с ручным приводом всех ЭЫ — любое;

б) Э1М > 50 — любое в верхней полусфере относительно гори­зонтальной плоскости (в том числе в горизонтальном положении), рекомендуемое положение — вертикальное приводом вверх;

в) обратных затворов — при отклонении на ±3° от положения, предусмотренного в КД;

г) предохранительной арматуры — по согласованию с заказ­чиком.

5.3.2.9    Запорная арматура, кроме арматуры с ЭМП и устанавли­ваемой под оболочкой, должна иметь местный указатель крайних положений ЗЭл. Необходимость установки местного указателя крайних положений для других видов арматуры и для запорной арматуры с ЭМП, устанавливаемой под оболочкой, определяют в ТЗ (ИТТ) и (или) в ТУ.

5.3.2.10     Запорная арматура (кроме запорной арматуры с ЭМП) с двусторонним направлением подачи среды должна быть рабо­тоспособна при полном перепаде давления со стороны каждого патрубка.

Запорная арматура с ЭМП с односторонним направлением подачи среды должна быть работоспособна при полном пере­паде давления. Если в ТУ нет указаний о предпочтительном направлении подачи среды, то арматуру разрабатывают на полный перепад давления при подаче среды «на золотник». Допустимый перепад давления при обратной подаче среды указывают в ТУ и ЭД.

5.3.2.11   Режимы изменения параметров рабочей среды для арматуры I контура АС с ВВЭР, I и II контуров АС с реактором БН-800 и на арматуру АС с РБМК приведены в приложении К. По требованию заказчика режимы изменения параметров ра­бочей среды, отличные от приведенных в приложении К, ука­зывают в ТУ и ЭД.

5.3.2.12 Арматура АС с реакторами ЭГП, II контура АС с ректора­ми ВВЭР и III контура АС с реакторами БН должна сохранять ра­ботоспособность при скоростях разогрева и охлаждения среды до 150 °С/ч (не менее 2000 циклов разогрева и охлаждения), если иное не указано в ТУ.

5.3.2.13  Задвижки должны иметь возможность заполнения по­лости водой при закрытом положении ЗЭл для обеспечения гер­метичности и иметь возможность защиты от недопустимого по­вышения давления в полости в процессе разогрева при закрытом затворе.

Задвижки и краны, предназначенные для работы на ваку­уме, должны иметь исполнение, обеспечивающее герметич­ность относительно внешней среды и затвора при давлении до 0,0035 МПа (абс.).

5.3.2.14  Необходимость установки замковых устройств, исклю­чающих несанкционированное открытие или закрытие запорной арматуры, оговаривают в ТЗ.

5.3.2.15 При исчезновении электропитания:

— ЗЭл электроприводной арматуры не должен менять своего по­ложения;

—  арматура с ЭМП должна приходить в исходное состояние (от­крытое или закрытое). Исполнение арматуры с ЭМП указывают в ТУ и ЭД;

— арматура, предназначенная для установки в системах безопас­ности, должна сохранять свое положение в течение времени не менее 24 ч.

5.3.2.16   Усилие на маховике (рукоятке) арматуры с ручным управлением или ручном дублере привода (исполнительного ме­ханизма) не должно превышать:

— 295 Н — при перемещении ЗЭл или РЭл;

— 450 Н — при отрыве ЗЭл или РЭл и дожатии;

—  735 Н — при отрыве ЗЭл или РЭл и дожатии при условии, что открытие и закрытие его не должны производиться чаще, чем один раз в сутки (за исключением арматуры, закрываемой до упо­ра с использованием инерции маховика).

5.3.2.17 В качестве предохранительной арматуры применяют:

— пружинные предохранительные клапаны;

—  импульсные предохранительные устройства (ИПУ), состоящие из главного предохранительного клапана (ГПК) и управляющего импульсного клапана (ИК), работающего от внешнего источника энергии и от энергии рабочей среды;

—  предохранительные устройства с разрушающимися мембра­нами (МПУ) прямого или принудительного действия.

Номинальный диаметр предохранительной арматуры должен быть не менее 01М15.

Конструкция предохранительной арматуры должна обеспечи­вать:

—  пропускную способность, рассчитанную по ГОСТ 12.2.085, с учетом предусмотренной в ТЗ (ИТТ) суммарной производитель­ности всех возможных источников повышения давления с учетом проектных аварий;

б) не более чем на 15 % — при рабочем давлении более 0,3 МПа;

в) при применении предохранительных мембран не более чем на 25 % — для АС с БН;

— закрытие арматуры после срабатывания при давлении не ме­нее 0,9 от давления настройки (кроме предохранительной арма­туры систем управления авариями);

— защиту от несанкционированного изменения регулировки;

— возможность блокировки ЗЭл в закрытом положении при про­ведении гидравлических испытаний оборудования и трубопро­водов;

— возможность крепления корпусов и подводящих (отводящих) патрубков для исключения воздействия на них динамических уси­лий, возникающих при срабатывании предохранительной арма­туры;

— защиту проточной части арматуры от попадания частей мем­бран при ее установке перед предохранительным клапаном.

Площадь проходного сечения предохранительной мембраны должна быть не менее площади сечения входного патрубка пре­дохранительной арматуры.

Применение сальниковых уплотнений штока для предохрани­тельной арматуры 1 и 2 классов безопасности не допускается.

Управляемые предохранительные клапаны, использующие внешний источник энергии, должны иметь не менее двух незави­симых друг от друга цепей управления с отдельными измеритель­ными устройствами. Места расположения источников сигналов управления должны быть пространственно разнесены так, чтобы при внешнем воздействии исключить одновременное поврежде­ние двух мест подвода. Для управляемых клапанов, в которых ис­чезновение энергии от внешнего источника не формирует сигнал на открытие, применяют не менее трех независимых друг от друга цепей управления с отдельными измерительными устройствами и органами управления. Каждую из цепей управления проекти­руют и изготавливают так, чтобы клапан срабатывал правильно при повреждении или отключении одной из цепей управления, и имелась возможность ее проверки во время эксплуатации без срабатывания клапана.

ИПУ должны выполнять функцию защиты без подвода энергии извне (пассивный принцип). Импульсные клапаны могут служить также и для выполнения функций дистанционного управления главным клапаном при опробованиях, принудительном снижении давления в защищаемом оборудовании (с указанием в ТЗ и/или в ТУ времени срабатывания ИПУ и предельно-достижимой вели­чины снижения давления). В конструкции ИПУ предусматривают устройство для удержания затвора ИК в закрытом состоянии при гидравлических испытаниях защищаемого оборудования или тру­бопроводов. Это устройство должно иметь местный или дистан­ционный указатель (сигнализатор) блокировки ИК. Если ИК имеют постоянно включенную дополнительную обмотку на закрытие, в схемах управления ИК предусматривают резервирование цепей управления с отдельными измерительными устройствами.

Конструкцией ИПУ предусматривают меры по предотвращению открытия ГК в результате протечек в ИК.

Импульсные линии и линии управления ИПУ должны быть по возможности короткими, а их внутренний диаметр, включая вну­тренний диаметр седла ИК, должен быть не менее 15 мм и не ме­нее диаметра соответствующего штуцера И К.

5.3.2.18 Начало открытия обратной арматуры — при перепаде давления не более 0,03 МПа (если другое не указано в ТУ). При пре­кращении движения среды в прямом направлении обратная арма­тура должна закрываться. Минимальное значение перепада давле­ния начала открытия обратной арматуры указывают в ТУ и ЭД.

По требованию заказчика в конструкции должны быть предус­мотрены указатели положения ЗЭл.

Обратная арматура может быть снабжена демпфирующими устройствами, предназначенными для плавного открытия и за­крытия, гашения колебаний и уменьшения удара при посадке ЗЭл на седло, а также для исключения опасного гидравлического удара в системе. Решение о необходимости установки демпфера принимает заказчик.

5.3.2.19 При конструировании (выборе) регулирующей армату­ры должны учитываться все режимы эксплуатации, указанные в ИТТ и (или) ТЗ, в том числе при пусках. Перестановочные усилия, требуемые для перемещения РЭл, должны быть минимально воз­можными и примерно одинаковыми при перемещениях в обоих направлениях. Люфты в сочленениях с ЭИМ не должны превы­шать 2 % от номинального хода.

Выбег рабочего органа (штока) ЭИМ в сочленениях со штоком регулирующей арматуры не должен превышать 0,25 % полного его хода.

5.3.2.20  При проектировании арматуры для эксплуатации на радиоактивных средах следует учитывать необходимость про­мывки внутренних и наружных поверхностей дезактивирующими растворами с последующим опорожнением объема арматуры. Наружные поверхности должны обеспечивать максимально воз­можное удаление (стекание) применяемых растворов.

5.3.2.21 Для арматуры с сальниковым уплотнением (кроме кла­панов КИП), устанавливаемой на оборудовании и трубопроводах с радиоактивной рабочей средой, при наличии требования за­казчика, предусматривают отвод утечек из межсальникового про­странства в систему с давлением от 0,09 до 0,15 МПа. Допускается повышение давления до 0,6 МПа один раз в год продолжитель­ностью 1 ч. Отвод утечек — через штуцер РЫ 10 (под трубу 14×2). Давление снаружи сальникового уплотнения указано в соответ­ствии с 5.6.

5.3.2.22 Максимальный крутящий момент (или усилие выходно­го органа) электропривода или исполнительного механизма ре­комендуется выбирать в 1,2 — 2,0 раза больше, чем необходимый крутящий момент для перемещения ЗЭл и РЭл арматуры и уплот­нения затвора.

В ТУ и ПС на арматуру с электроприводом приводят значение настройки ограничителя момента, которое должно учитывать максимальный крутящий момент сопротивления втулки шпинде­ля арматуры при перемещении с уплотнением и допустимое от­клонение крутящего момента на выходном валу электропривода от установленного значения настройки.

5.3.2.23 Арматура должна быть ремонтопригодной без вырезки из трубопроводов (кроме неразборных конструкций обратных затворов и отключающих устройств (клапанов)).

5.3.2.24  Арматура со встроенным электро- или пневмоприво­дом и любая арматура с РЫ < 50 по требованию заказчика может иметь места для жесткого крепления ее к строительным конструк­циям. Крепление должно выдерживать инерционные нагрузки от арматуры и привода, возникающие при сейсмических воздей­ствиях, и нагрузки от присоединяемых трубопроводов по при­ложению Е. Способ крепления и допустимые нагрузки должны указываться в ТУ и РЭ.

5.3.2.25 Арматура со встроенным электроприводом должна до­пускать возможность его поворота относительно оси шпинделя на угол, кратный 30° или 45°.

5.3.2.26 Уровень звукового давления при работе арматуры (без учета шума привода) не должен превышать 80 дБ на расстоянии 2 м от ее наружного контура (если иное не указано в требованиях ТЗ). Уровень звукового давления должен измеряться на опытных образцах при приемочных испытаниях:

— запорной арматуры — в открытом положении ЗЭл;

— регулирующей — в диапазоне от 10 % до 100 % от номиналь­ного хода.

Уровень звукового давления полнопроходных шаровых кра­нов, обратной арматуры, а также арматуры, работающей в им­пульсных режимах (предохранительные клапаны ИПУ, быстро­действующая отсечная арматура и т.д.), не нормируется.

5.3.3 Требования к арматуре 4 класса безопасности

5.3.3.1 Арматура для трубопроводов пара и горячей воды долж­на соответствовать требованиям [б].

5.3.3.2  Расчет на прочность арматуры (кроме расчета на сейс­мическую прочность арматуры I и II категории сейсмостой­кости) выполняют инженерными методами по действующим нормативным документам (например, по ГОСТ Р 52857.1 — ГОСТ Р 52857.6) и (или) методом конечных элементов с при­менением сертифицированных программных комплексов. Допускается расчет на прочность выполнять в соответствии с требованиями [5] и [7].

5.3.3.3    Задвижки должны соответствовать требованиям ГОСТ 5762, ТУ и КД. Основные параметры — по ГОСТ 9698 и ГОСТ 28308 или по требованиям заказчика. Строительные дли­ны — по ГОСТ 3706 или по КД.

5.3.3.4  Клапаны запорные должны соответствовать требова­ниям ГОСТ 5761, ТУ и КД. Основные параметры — по ГОСТ 9697 и ГОСТ 28291, или по требованиям заказчика. Строительные длины — по ГОСТ 3326 или по КД.

5.3.3.5 В качестве регулирующей арматуры применяются:

— клапаны регулирующие;

— регуляторы давления «до себя» и регуляторы давления «после себя».

Клапаны регулирующие должны соответствовать требованиям ГОСТ 12893, ТУ и КД. Основные параметры клапанов регулирую­щих — по ГОСТ 23866 или по требованиям заказчика. Допустимый перепад давлений для регулирующих клапанов должен быть ука­зан в ТУ, ЭД.

Регуляторы давления «до себя» и регуляторы давления «после себя» должны соответствовать требованиям ТУ и КД. Основные параметры регуляторов давления — по ГОСТ 12678 или по требо­ваниям заказчика.

Строительные длины клапанов регулирующих и регуляторов давления — по ГОСТ 16587 или по КД.

5.3.3.6  Клапаны предохранительные должны соответствовать требованиям ГОСТ 31294, ГОСТ 24570 и ТУ. Основные параметры предохранительной арматуры — по ГОСТ 31294 или по требова­ниям заказчика. Расчет пропускной способности клапанов дол­жен выполняться по ГОСТ 12.2.085. Строительные длины клапа­нов предохранительных — по ГОСТ 16587 или по КД.

В ТУ и ПС должны быть указаны значения расчетного проходно­го сечения клапана и коэффициент расхода, на основании кото­рых рассчитывается его пропускная способность.

5.3.3.7   Затворы дисковые должны соответствовать требо­ваниям ГОСТ Р 53673, ТУ и КД. Основные параметры — по ГОСТ 12521 или по требованиям заказчика. Строительные дли­ны — по ГОСТ 28908 или по КД.

5.3.3.8   Затворы и клапаны обратные должны соответство­вать требованиям ГОСТ Р 53671, ТУ и КД. Основные параме­тры — по ГОСТ 22445, ГОСТ 27477, ГОСТ 28289 или по тре­бованиям заказчика. Строительные длины клапанов — по ГОСТ 3326 илипоКД.

5.3.3.9  Краны шаровые и конусные должны соответствовать требованиям ГОСТ 21345, ГОСТ 28343,ТУ и КД. Основные параме­тры—по ГОСТ 9702 или по требованиям заказчика. Строительные длины — по ГОСТ 14187, ГОСТ 28908 или по КД. По согласованию с заказчиком краны могут быть зауженными в затворе. Краны должны иметь ограничение поворота пробки.

5.4 ТРЕБОВАНИЯ К ДИАГНОСТИРОВАНИЮ

5.4.1    Арматура по требованию заказчика должна иметь встро­енные средства технического диагностирования и (или) быть приспособленной для подключения внешних средств для непре­рывного или периодического контроля технического состояния (в том числе состояния внутренних поверхностей). Перечень встроенных средств технического диагностирования и (или) воз­можность подключения внешних средств технического диагно­стирования приводят В ТУ и РЭ.

5.4.2    При наличии средств технического диагностирования РЭ должно содержать перечень и предельные значения диагности­ческих параметров, методов и периодичность диагностирова­ния арматуры.

5.4.3     Перечни потенциально возможных отказов и критериев предельных состояний, на которые рекомендуется ориентиро­вать методы и средства диагностирования технического состоя­ния арматуры, приведен в приложении Л.

5.5    ПОКАЗАТЕЛИ НАДЕЖНОСТИ И ПОКАЗАТЕЛИ БЕЗОПАС­НОСТИ

5.5.1     В ТУ и ЭД приводят показатели надежности, показатели безопасности перечень возможных отказов, критерии предель­ных состояний.

5.5.2     Номенклатуру и количественные значения показателей надежности и показателей безопасности арматуры:

-1, 2 и 3 классов безопасности назначает и обосновывает раз­работчик проекта АС с учетом требований настоящего стандарта, специфики места установки арматуры в системе, параметров экс­плуатации, регламента работы, последствий отказов арматуры и других факторов;

—    4 класса безопасности назначает разработчик арматуры с уче­том требований ГОСТ Р 53672, ГОСТ Р 53674.

5.5.3     Номенклатура показателей надежности изделий, отказы которых не могут быть критическими, включает:

— показатели долговечности:

а) полный (или средний) срок службы (в годах);

б)полный (или средний) ресурс (в циклах и часах, а для регули­рующей арматуры — в часах).

Примечание—Дополнительно, по требованию заказчика, допуска­ется устанавливать следующие показатели долговечности:

1)  срок службы до капитального ремонта (в годах);

2)  ресурс до капитального ремонта (в циклах и часах, а для регули­рующей арматуры — в часах);

—    показатель безотказности — наработка на отказ (в циклах и часах);

—     показатель ремонтопригодности (по требованию заказчи­ка) — время восстановления работоспособного состояния (в часах);

—    показатель сохраняемости — срок хранения (в годах) для ар­матуры, подверженной длительному хранению.

5.5.4     Для изделий, отказы которых могут быть критическими, устанавливают показатели надежности (по 5.5.3) и (или) показа­тели безопасности.

Номенклатура показателей безопасности в общем случае мо­жет включать:

— назначенный срок службы (в годах);

— назначенный ресурс (в циклах и часах);

— назначенный срок службы выемных частей (в годах);

— назначенный ресурс выемных частей (в циклах и часах);

—    вероятность безотказной работы (ВБР) в течение назначенно­го ресурса;

—     коэффициент оперативной готовности в течение назначен­ного ресурса (для предохранительной арматуры и ИПУ).

5.5.5    Назначенный срок службы арматуры 1,2 и 3 классов без­опасности должен соответствовать назначенному сроку эксплу­атации блока АС и быть не менее 50 лет.

5.5.6    Назначенный ресурс для запорной, обратной, предохра­нительной арматуры и отключающих клапанов (устройств) 1,2 и 3 классов безопасности (если иное не указано в ТУ):

— 500 циклов — для задвижек и кранов;

— 1350 циклов — для обратных клапанов и обратных затворов;

-1500 циклов — для запорных клапанов;

-100 циклов — для предохранительной арматуры;

—     250 циклов — для запорно-регулирующей арматуры и бы­стродействующей отсечной арматуры;

—    250 циклов — для обратных клапанов и обратных затворов систем безопасности;

— 5000 циклов — для запорной арматуры с ЭМП;

-100 циклов — для отключающих клапанов (устройств).

Для регулирующей арматуры назначенный ресурс в часах устанавливают в ТУ.

5.5.7     По требованию заказчика значения назначенных срока службы и ресурса можно устанавливать до какого-либо кон­кретного регламентного действия (технического обслуживания, капитального ремонта и т. п.).

5.5.8    ВБР исчисляют по совокупности критических и некрити­ческих отказов или только по критическим отказам.

5.5.9     ВБР в течение назначенного ресурса арматуры 1, 2 и 3 классов безопасности должна быть не менее указанной в та­блице 4.

Примечание—Для остальной арматуры ВБР устанавливается по согласованию с заказчиком.

5.5.10 Средний сок службы арматуры 4 класса безопасности по требованию заказчика устанавливают не менее 30 лет.

Источник: ТРУБОПРОВОДНАЯ АРМАТУРА И ОБОРУДОВАНИЕ • 2 (59) 2012