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2000年2月,中华人民共和国电力行业标准压力钢管安全检测技术规程

作者:admin来源:腾云时间:2014-05-13 16:38:00浏览:

中华人民共和国电力行业标准
 
 压力钢管安全检测技术规程
   DL/T709-1999


 
             
 
    本标准是根据原电力工业部电力行业标准计划项目(技综[1994]42号文)的安排制定的,在编写格式和规则上以DL/T600—1996《电力标准编写的基本规定》为依据。
    本标准在广泛调查我国已建压力钢管运行状况,总结压力钢管安全检测经验的基础上,对压力钢管安全检测的机构、人员、仪器设备、检测项目、检测技术要求以及压力钢管安全等级评定等作出了明确规定,是压力钢管安全检测和安全等级评定遵循的技术准则。通过本标准的实施,力求使压力钢管的安全检测和等级评定工作规范化,从而保证安全检测质量,提高等级评定水平,确保压力钢管的安全运行。
    本标准的附录A、附录B、附录C、附录D、附录E、附录F都是提示的附录。
    本标准由电力行业水电站金属结构及启闭机标准化技术委员会提出并归口。
    本标准负责起草单位:河海大学。
    本标准参加起草单位:水利部电力部机电研究所、北京勘测设计研究院。
    本标准主要起草人:原玉琴、郑圣义、陈继深、高秀芳、丁力、张志宏。
    本标准由电力行业水电站金属结构及启闭机标准化技术委员会负责解释。
 

1 范围
 
    本规程规定了压力钢管安全检测的内容和保证安全检测质量的技术要求,适用于大、中型水电水利工程压力钢管的安全检测,小型水电水利工程的压力钢管应参照执行。
 
引用标准
 
    下列标准所包含的条文,通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。在标准出版时,所示版本均为有效。所有标准都会被修订,使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。

 
GB/T1172—1974 黑色金属硬度及强度换算值
GB/T3323—1987 钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级
GB/T11345—1989 钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级
GB/T12998—1991 水质采样技术指导
DL5017—1993 压力钢管制造安装及验收规范
JB4730—1994 压力容器无损检测
SD144—1985 水电站压力钢管设计规范(试行)
 
 
3 一般规定
3.1 检测项目
    压力钢管安全检测应按下列项目进行:
    a)巡视检查;
    b)外观检测;
    c)材质检测;
    d)无损探伤;
    e)应力检测;
    f)振动检测;
    g)水质及底质检测。
3.2 检测周期
3.1.1 首次检测
    a)压力钢管投入运行后,运行管理单位巡视检查和外观检测的结果表明钢管运行正常,同时监测仪器提供的监测数据正常,则首次安全检测应在钢管运行后5~10年内进行,检测项目按3.1进行。
  
  b)压力钢管投入运行后,运行管理单位巡视检查和外观检测的结果表明钢管存在危害性缺陷,或埋设的监测仪器提供的监测数据明显异常,经复测确认后,应提前进行首次安全检测,检测项目应按3.1进行。
3.2.2 中期检测
    首次检测后,压力钢管每隔10~15年应进行一次中期检测。检测项目按3.1进行,可有所侧重。
3.2.3 折旧期满检测
    压力钢管运行满40年,必须按3.1的要求进行折旧期满安全检测,以确定钢管是否可以继续服役及必须采取的加固措施。
3.2.4 特殊情况的检测
    压力钢管在运行期间遭遇特殊情况,如烈度6度及其以上的地震、超设计标准洪水、闸阀等误操作或其他重大事故,必须进行巡视检查和外观检测,必要时再进行其它项目检测。
3.3 检测机构
3.3.1 压力钢管定期安全检测和遇特殊情况后的安全检测工作应由具有出具公证数据资格的专业检测机构负责进行。
3.3.2 压力钢管经常性的巡视检查和外观检测工作,由运行管理单位负责。
3.4   检测人员
3.4.1 专业检测机构的安全检测人员应全面了解压力钢管设计、制造、安装和运行情况,熟练掌握业务知识和检测方法。
3.4.2 无损探伤人员必须经有关主管部门批准的技术资格鉴定考试委员会考试合格,持有工业部门技术资格证书。探伤结果的评定应由Ⅱ级或Ⅱ级以上的探伤人员担任。
3.4.3 运行管理单位的巡视检查和外观检测人员应经过培训并取得上岗证,能对压力钢管的运行情况进行记录和分析。

3.5 检测设备
    安全检测必须选用能满足精度要求并经计量检定机构检定合格的仪器设备。
3.6 技术资料
    安全检测前,运行管理单位应提供以下资料:
    a)设计图和竣工图,包括总布置图、装配图和部件图;
    b)设计计算书的有关部分;
    c)主要材料出厂质量证明或复验报告;
    d)制造、安装最终检查、试验记录;
    e)重大缺陷处理记录;

      f)焊缝探伤报告及射线照相记录;
    g)钢管防腐蚀除锈等级记录和漆膜厚度及针孔、漆膜附着力检测记录;
    h)钢管制造、安装质量检查报告;
    i)巡视检查记录;
    j)外观检测记录;
    k)运行事故报告;
    l)同压力钢管有关的原型观测资料分析报告。
 
巡视检查
4.1 一般规定
4.1.1 巡视检查为压力钢管安全检测的必检项目,是运行管理单位的经常性工作。
4.1.2 压力钢管投入运行三个月内,运行管理单位应每周巡视检查一次。运行稳定后,应至少每月检查一次。在特殊情况下(如汛期或寒冷地区的冬季等),应适当增加巡视检查的次数。
4.1.3 巡视检查人员应及时记录巡视检查的有关情况。巡视检查记录表格式见附录A、附录B、附录C和附录D。

4.2 检查内容
4.2.1 明管
    a)外壁和焊缝区渗漏检查,管体变形检查;
    DL/T 709—1999b)人孔门封闭性能检查;
    c)伸缩节渗水检查、伸缩行程测定;
    d)排水设施检查;
    e)支墩、镇墩的位移及沉陷检查,如出现明显位移和沉陷,应取得数据并分析原因;
    f)支座活动及润滑情况检查、活动行程测定;
    g)支座活动件间隙检查及其间隙值测定。支座基础板与基础混凝土接触间隙检查,支座紧固件和挡板检查;
    h)钢管振动检查;
    i)通气孔或空气阀工作状况检查;
    j)防腐涂层完好程度检查;
    k)压力钢管区的环境检查。

4.2.2 地下埋管
    a)地下埋管排水洞排水流量检查;
    b)地下埋管四周混凝土及沿线渗水检查;
    c)地下埋管周围地下水位的监测,以及有关原型观测仪表运行或损坏检查。
4.2.3 坝内埋管
    a)明管段
    1)管壁及焊缝区渗漏检查;
    2)伸缝节渗水检查、伸缩行程测定;
    3)排水设施检查。
    b)埋管段
    1)下游坝面裂缝情况检查;
    2)下游坝面渗水情况检查;
    3)下游坝面位移和变形情况检查。
4.2.4 背管
    a)上弯段环向裂缝检查;
    b)斜直段环向裂缝检查;
    c)斜直段轴向裂缝检查;
    d)伸缩节渗水检查、伸缩节位移测定;
    e)人孔门封闭性能检查;

     f)有关原型观测仪器运行或损坏情况检查。
 
外观检测
5.1 一般规定
5.1.1 外观检测是压力钢管安全检测的必检项目,是运行管理单位的基础管理工作。明管外壁的检测宜每年进行一次。钢管内壁检测可结合机组大修进行。 
5.1.2 外观检测前应掌握压力钢管制造、安装时的有关情况和存在的缺陷及处理情况,详细了解压力钢管的运行情况和巡视检查中发现的各种异常现象。
5.1.3 外观检测时,应重点检测压力钢管制造、安装时存在缺陷(已经处理)的部位和巡视检查时发现异常的部位。
5.1.4 外观检测发现的缺陷必要时可用拍片、拓片等加以描述。
5.1.5 外观检测分为焊缝及管壁表面检测和腐蚀状况检测。
5.1.6 埋管应结合机组大修进行外观检测,除上述项目外还应注意钢管是否有外压失稳迹象。可通过观测井、水压计监视地下水压变化。
5.2 焊缝及管壁表面检测
5.2.1 焊缝及管壁表面检测是检测焊缝附近及钢管管壁的微裂纹。
5.2.2 检测工作应根据压力钢管的布置情况分段选择有代表性的管段进行。重点检测焊缝区、支承环或加劲环附近及岔管肋梁、弯管、人孔附近、管壁表面凹坑及焊补区域附近等存在应力集中的部位。
5.2.3 检测可借助放大镜进行,如发现有表面微裂纹或怀疑有表面微裂纹存在,应详细记录。检测记录表格式见附录E。
5.3 腐蚀状况检测

5.3.1 腐蚀状况检测可采用测厚仪和其它配套工具进行。
5.3.2 检测工作可根据钢管布置情况分区分段进行,如可分为上平段、斜段、下平段等部位分段检测,也可一次对整条钢管进行检测。
5.3.3 检测前应对被检部位表面进行清理,去除浮锈、油污及其它附着物。
5.3.4 腐蚀状况检测应遵循下列原则:
    a)在不同管段上,选择2~3节腐蚀较严重的管节作为检测对象;
    b)在选定的2~3节管节上,每节选择2个腐蚀严重的断面,测量该断面的腐蚀情况。
5.3.5 腐蚀状况检测应取得下列成果:
    a)各管段腐蚀部位及分布情况;
    b)蚀孔的最大深度和蚀孔的平均深度;
    c)最大蚀孔(单孔)面积,蚀孔密集区的分布范围;
    d)腐蚀面积占各管段面积的百分比;
    e)最大和平均腐蚀速率(mm/a)。
5.3.6 腐蚀状况检测情况应及时记录,以便下次检测时进行对比分析。检测记录表格式见附录F。
 
材质检测
6.1 运行管理单位提供的材料出厂质量证明书和压力钢管制造、安装竣工文件等资料,足以证明钢管材料和焊接材料的牌号、性能符合设计图样要求时,可不再进行材质检测。但钢管运行40年后必须进行材质检测。

6.2 钢管主要材料牌号不清或对其牌号有疑问时,应进行钢管材料的材质检测。
6.3 压力钢管发生破坏事故后,应对破坏管段进行材质物理力学试验和金相分析。
6.4 对外观质量良好的压力钢管,可采用光谱分析仪或在受力较小的部位钻取屑样进行化学成分的分析,同时测定材料硬度,按GB1172换算,以分析确定材料牌号。
6.5 经外观检测发现存在严重质量问题的压力钢管,应在钢管上直接取样作化学成分分析和物理力学试验,确定材料牌号。
6.6 取样点应位于钢管受力较小、便于修复的部位,并事先确定修复时的焊接措施。试样割取部位不得有锐角,周边呈圆弧过渡,圆弧半径不得小于3倍板厚且不小于30mm。
6.7 除进行常规机械性能试验外,还应根据工程的重要性、钢管的壁厚、钢材的强度以及缺陷存在的情况,进行常温冲击韧性试验(寒冷地区还应作低温冲击韧性试验)以及金相分析等其它有关试验。
 
7 无损探伤
7.1 一般规定
7.1.1 压力钢管一、二类焊缝应进行无损探伤。
7.1.2 无损探伤人员应符合3.4.2要求。
7.2 表面缺陷探伤
7.2.1 压力钢管一、二类焊缝经外观检查,怀疑有裂纹或其它超标缺陷时,应采用磁粉探伤或渗透探伤方法进行检查。
7.2.2 磁粉探伤和渗透探伤应按JB4730执行。
7.2.3 焊缝经检查发现有表面或近表面裂纹时,则应进一步进行超声波探伤。

7.3   内部缺陷探伤
7.3.1 对压力钢管一、二类焊缝的内部缺陷,应进行射线探伤或超声波探伤。
7.3.2 射线探伤按GB/T3323执行,一类焊缝Ⅱ级合格,二类焊缝Ⅲ级合格;超声波探伤按GB/T11345执行,一类焊缝BⅠ级合格,二类焊缝BⅡ级合格。
7.3.3 焊缝探伤的条数按下列原则确定:
    a)一类焊缝应不少于焊缝总条数的20%,二类焊缝应不少于焊缝总条数的10%。
    b)不同管段焊缝的探伤条数不得少于2条。
7.3.4 焊缝探伤长度占焊缝长度的百分比按下列原则确定:
    a)一类焊缝,超声波探伤长度不少于20%,射线探伤长度应不少于10%。
    b)二类焊缝,超声波探伤长度不少于10%,射线探伤长度应不少于5%。
    c)如发现有裂纹等连续性超标缺陷,应在缺陷的延伸方向增加探伤长度。
    d)若焊缝多处存在缺陷,应酌情增加探伤比例。
7.3.5 前次检测发现超标缺陷的部位以及经修复处理过的缺陷部位,应在下次机组大修期间,进行100%的复探。
7.4 缺陷评定

    对于无损探伤中发现的裂纹或其它超标缺陷,应分析其产生原因和发展趋势,对缺陷的严重程度进行评估,对必须处理的部位,制订具体可行的处理方案,并参照DL5017的有关规定执行。
 
应力检测
8.1 钢管的主要受力构件(管壁、支承环、岔管加强构件等)和腐蚀严重部位必须进行应力检测。埋管应力检测不作规定。
8.2 应力检测前,应根据钢管的材料、结构型式、荷载组合等,按照SD144对主要受力构件进行应力计算。
8.3 应力检测主要采用电测法,亦可采用其它有效的方法。
8.4 应力检测的测点布置应遵循以下原则:
    a)测点布置要有代表性。钢管跨中、支承环及其附近管壁、加劲环及其附近管壁以及腐蚀严重部位均应布置测点;
    b)测点的布置,应便于检测工作的安全进行。
8.5 应力检测分为静水压力作用下的静应力检测和机组甩负荷产生水击时的动应力检测。
8.6 静应力检测宜在钢管的作用水头接近设计水头时进行,检测应重复进行2遍,每遍检测的数据采集次数应不少于3次。
8.7 动应力检测宜在机组大修后,结合机组甩负荷试验进行,检测工况和检测遍数应根据甩负荷试验的要求而定。甩负荷试验每次间隔时间应大于5min。
8.8 检测结果应对照计算结果进行分析比较。

8.9 各检测点应力应按公式(1)进行强度校核:
                                                       
 式中:σxσθ——轴向、环向正应力(以拉为正);
                                τ xθ——剪应力;
                                Φ——焊缝系数,双面对接焊Φ=0.95,单面对接焊、有垫板Φ=0.90;
                                σ]——相应于计算和检测情况的允许应力。
 
振动检测
9.1 一般规定
9.1.1 对运行时异常振动的钢管,应作振动检测。
9.1.2 振动检测之前,应找出钢管振动明显的位置。
9.1.3 振动检测之前,应根据钢管的结构参数、材料特性、荷载等,进行钢管自
振频率计算。
9.2 钢管自振特性检测
9.2.1 钢管的自振特性检测包括结构固有频率检测、振型检测和阻尼比检测。
9.2.2 钢管固有频率检测时,测点应布置在振动较大处,取3~4个测点。径向振动固有频率检测时,测振传感器应沿钢管截面径向布置。
9.2.3 钢管固有振型检测时,测点应沿钢管轴线方向布置,测点数应足以表现振型特性。在同一振型检测时,测振传感器的方向应保持一致。
9.2.4 采用激振器激振时,激振位置应在钢管发生明显振动的位置。激振力应径向作用于钢管上。
9.3 动力反应检测
9.3.1 钢管动力反应检测包括其实际振动条件下振动位移、速度、加速度及动应力绝对值的检测。
9.3.2 振动位移、速度、加速度检测测点布置原则同9.2.2。
9.3.3 振动应力检测采用电测法,应变片应布置在能反应振动应力特性的部位,应变片应相对于轴心对称位置。
 
10 水质与底质检测
10.1 水质和底质的采样时间和次数应根据水质变化状况决定。其原则是应把水质最坏的时刻包括在采样时间内,一般情况可分别在洪水期、枯水期和平水期各采样一次。
10.2 水质水样应采自压力钢管上游进水口附近,每条钢管的水样数应不少于3个。
10.3 底质采样,应采自钢管内壁的淤积物和拦污栅上的淤积物,每条钢管的采样数不得少于3个。
10.4 水质和底质采样方法按GB/T12998规定执行。
10.5 水质分析应检测pH值、总酸度、总碱度、Cl、S2和含沙量、沙的粒径、级配及矿物成分等项指
标。
10.6 底质分析应测定底质所含成分及各成分含量。
10.7 根据水质和底质检测结果,分析其对钢管腐蚀的影响,给出相应的防护措施。
 
11 压力钢管安全等级评定
11.1 一般规定
    安全检测工作完成后,应根据安全检测成果,对压力钢管的安全等级进行评定。
11.2 钢管安全等级评定
11.2.1 钢管安全等级分为安全、基本安全和不安全三个等级。
11.2.2 被评定为“安全”的钢管应符合下列条件:
    a)巡视检查及外观检测的各项内容均符合要求。
    b)管壁和焊缝区无表面裂纹,管壁累计腐蚀面积不大于钢管全面积的20%;蚀坑平均深度小于2mm;最大深度小于板厚的10%,且不大于3mm。
    c)焊缝部位经无损探伤,未发现表面或内部有裂纹和连续的超标缺陷。
    d)钢板和焊接材料有出厂质量证明书或复检报告,钢板材质经检验满足设计要求。
    e)设计条件下,钢管的实测应力值等于或小于设计规定的允许应力值。
    f)明管运行无明显振动,埋管无外压失稳迹象。
11.2.3 被评定为“基本安全”的钢管应符合下列条件:
    a)巡视检查的各项内容均符合要求。

     b)管壁和焊缝区无表面裂纹,管壁累计腐蚀面积不大于钢管全面积的25%;蚀坑平均深度小于3mm;最大深度小于板厚的15%,且不大于4mm。
    c)焊缝部位经无损探伤,未发现表面或内部有裂纹和连续的超标缺陷。
    d)钢板和焊接材料有出厂质量证明书或复检报告,钢板材质经检验合格。
    e)设计条件下,钢管实测应力值不超过设计规定的允许应力值的5%。
    f)明管运行时无明显振动,埋管无外压失稳现象。
11.2.4 不符合上述“安全”和“基本安全”等级的钢管为“不安全”钢管。
 
12 综合评定报告
12.1 安全检测完成后,检测单位应根据安全检测成果和计算成果,提供压力钢管安全检测综合评定报告。
12.2 压力钢管安全检测应提供:
    a)巡视检查成果;
    b)外观检测成果;
    c)材质检测成果;
    d)无损探伤成果;
    e)应力检测成果;
    f)振动检测成果;
    g)水质与底质检测成果。

12.3 压力钢管理论计算应提供:
    a)实测工况下理论计算成果;
    b)正常运行情况和特殊运行情况下理论计算成果。
12.4 综合评定报告应包括以下内容:
    a)工程概况,压力钢管运行状况;
    b)压力钢管安全检测成果;
    c)压力钢管理论计算成果;
    d)压力钢管安全等级评定;
    e)意见与建议。
 
 

    
     附录A(提示的附录)
 
明管巡视检查记录表格式
 
     电站名称:                                                               钢管编号:
     日     期:      年                                                       天   气
巡检部位 巡       检       情       况
管壁及焊缝区  
支墩(1)  
支墩(2)  
 
镇墩(1)  
镇墩(2)  
 
伸缩节(1)  
伸缩节(2)  
 
支       座  
排水设施  
人孔门  
通气孔  
涂       层  
振       动  
 
其       它  
        巡检记录人:                                                    校核人:
 
 
  
    附录B(提示的附录)
 
地下埋管巡视检查记录表格式

 
            电站名称:                                                   钢管编号:
            日     期:    年   月   日           气温   ℃              天   气: 
巡检部位 巡       检       情       况
观测仪表    
   
   
地下水位    
   
   
排水洞
排水流量
   
   
渗       水    
   
 
其       它  
              巡检记录人:                                             校核人:
 
 
     附录C(提示的附录)
 
坝内埋管巡视检查记录表格式

 
         电站名称:                      钢管编号:                 坝段编号:
         日   期:    年   月   日          气   温   ℃             天   气
巡   检   部   位 巡       检       情       况

 

 
管壁及焊缝  
伸缩节  
排水设施  
 
其       它  

 

 
下游坝面
混凝土裂缝
 
下游坝面
渗       水
 
下游坝面
位移和变形
 
 
其       它  
               巡检记录人:                                           校核人:
 
 
 
附录D(提示的附录)
  
背管巡视检查记录表格式
 
          电站名称:                 钢管编号:                            坝段编号:
          日   期:     年    月    日            气   温   ℃              天   气
巡   检   项   目 巡       检       情       况
裂       缝 部       位 裂缝类型 测点编号 高   程 裂缝宽度
mm
上   弯   段 环   向   缝      
     
斜   直   段 轴   向   缝      
     
环   向   缝      
     
原型观测仪器  
伸   缩   节    
   
   
   
人       孔  
 
其       它  
              巡检记录人:                                               校核人:
 
 
 
    附录E(提示的附录)
 
焊缝及管壁表面检测记录表格式

 
           电站名称:                                                 钢管编号:
检   测   部   位 检   测   情   况

 

 
(1)  
(2)  
(3)  
 
 
支   承   环   (1)  
支   承   环   (2)  
 
加   劲   环   (1)  
加   劲   环   (2)  
 
人       孔  
岔   管   (1)  
岔   管   (2)  
 
弯   管   (1)  
弯   管   (2)  
 
锥       管  
            检测单位:                                                   校核人员:
            检测人员:                                                   检测时间:

 

 
附录F(提示的附录)  
 
腐蚀状况检测记录表格式

 
          电站名称:                                                    钢管编号:
部       位 检       测       情       况
上   平   段  
上   斜   段  
中   平   段  
下   斜   段  
下   平   段  
蚀孔最大深度  
蚀孔平均深度  
最大
蚀孔
位置  
深度  
面积  
蚀孔密集区分布  
蚀孔面积占各
管段的百分比
 
最大腐蚀速率  
平均腐蚀速率  
       检测单位:                                               校核人员:
       检测人员:                                               检测时间: