Критерии предельных состояний (КПС) сосудов и аппаратов

Предельным состоянием объекта считается такое состояние, при котором его дальнейшая эксплуатация недопустима или нецелесообразна по техническим причинам, из-за нарушения требований безопасности (экологии) или по экономическим соображениям.

К примеру, предельным состоянием сосуда (аппарата), подвергающегося при эксплуатации коррозионно-эрозионному разрушению, является уменьшение толщины его стенок до предельной (расчетной) величины, ниже которой не обеспечивается необходимый запас его несущей способности.

Глубина отдельных локальных повреждений (исключая трещины) может значительно превышать среднюю глубину повреждений и не нарушать несущей способности аппарата. Допустимое количество (доля) повреждений на поверхности аппаратов и их размеры должны регламентироваться в зависимости от:

- характера нагрузки на элементы оборудования;

- свойств применяемых материалов.

Для элементов теплообменников критерии отбраковки следующие:

а) корпус, днище, фланцы и штуцера отбраковывают в следующих случаях.

- если под действием коррозии и эрозии толщина теплообменника достигнет расчетного значения

S = S_расч.;

S_исп. = S_расч. + С;

- при наличии дефектов сварных швов, обнаруженных неразрушающими методами, а также металлографическими исследованиями: трещин всех видов и направлений, расположенных в металле шва, по линии оплавления и в околошовной зоне основного металла, в том числе и микротрещин, выявленных при микроисследовании; межкристаллитной коррозии сварных швов и износа их толщины до отбраковочных размеров, коррозионного растрескивания;

- при появлении трещин, а также неравномерных коррозионных язв общей площадью А_{общ.язв} более 10% от поверхности рассматриваемого элемента (корпуса, днища) А_корп. и глубиной DS, превышающей 50% от первоначальной толщины его стенки S_исп.;

- если элементы теплообменника не выдержали испытания на прочность и плотность.

б) трубные решетки отбраковывают при наличии трещин или коррозионного и эрозионного разрушения на глубину DS_тр. более 10% от первоначальной толщины S_исп.тр.

Элементы металлоконструкций отбраковывают при износе толщины их стенки на 30% от проектной.

Для трубопроводов определены следующие количественные критерии:

- износ толщины стенки не более 20%;

- величина остаточной деформации труб из углеродистых сталей не более 2,5%.

Из рассмотренных критериев видно, что критерии предельного состояния могут быть:

- качественными (наличие трещин, свищей, вмятин, коррозионного растрескивания);

- количественными (величина износа, коррозии, деформации и др.).

При отсутствии в технической документации КПС ориентировочными их значениями могут быть нормы технологических допусков на изготовление, которые могут уточняться в зависимости от конструктивного исполнения, материала и условий эксплуатации.