Сосуды и аппараты стальные сварные, работающие под внутренним давлением, разряжением или без него, но предназначенные для содержания сред 1-й и 2-й групп опасности, проектируют, изготавливают и испытывают по ГОСТ Р 52630-2012. Стандарт задаёт технические требования к материалам, конструкции, сварке, контролю и приёмке, обеспечивая соблюдение обязательных норм промышленной безопасности. Документ распространяется на изделия с внутренним диаметром более 150 мм при расчётном давлении до 21 МПа и температуре стенки от минус 70 °C до пределов, допустимых для выбранных сталей.

Скачать PDF файл

Область распространения и нормативные ссылки

ГОСТ Р 52630-2012 «Сосуды и аппараты стальные сварные. Общие технические условия» введён с 1 декабря 2012 года взамен ГОСТ Р 52630-2006. Он охватывает стальные сварные сосуды и аппараты, применяемые в химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей и смежных отраслях промышленности.

Стандарт распространяется на:

• сосуды, работающие под внутренним давлением до 21 МПа включительно;

• сосуды, работающие без давления (наливные) или под разряжением с остаточным давлением не ниже 0,005 МПа;

• температуру стенки не ниже минус 70 °C (для сталей аустенитного класса допускается до минус 196 °C при условии дополнительных требований);

• среды 1-й и 2-й групп по классификации ПБ 03-576-03 (в настоящее время - по ТР ТС 032/2013 «О безопасности оборудования, работающего под избыточным давлением»);

• внутренний диаметр свыше 150 мм.

Из сферы действия исключены сосуды с радиоактивными средами, трубчатые печи, части машин (насосов, турбин, компрессоров), сосуды, работающие под вакуумом с остаточным давлением ниже 0,005 МПа, и ряд других изделий. Полный перечень исключений приведён в разделе 1 стандарта.

Ключевые нормативные ссылки, на которые опирается ГОСТ Р 52630-2012:

• ГОСТ Р 52857.1-2007 – нормы и методы расчёта на прочность;

• ГОСТ 5520-79 – прокат листовой для котлов и сосудов;

• ГОСТ 19281-2014 – прокат из стали повышенной прочности;

• ГОСТ 5632-2014 – коррозионно-стойкие стали и сплавы;

• ГОСТ 1050-2013 – прокат из конструкционной качественной углеродистой стали;

• ГОСТ 20072-74 – трубы из теплоустойчивой стали;

• ГОСТ 8479-70 – поковки из конструкционной углеродистой и легированной стали;

• ГОСТ Р 52603-2011 – правила выполнения сварных соединений;

• ГОСТ 7512-82 – контроль радиографический, ГОСТ 14782-86 – контроль ультразвуковой;

• ГОСТ 12.2.085-2017 – сосуды, работающие под давлением, клапаны предохранительные (в части требований безопасности).

Обозначение сосудов и аппаратов

Условное обозначение по ГОСТ Р 52630-2012 формируют согласно приложению А. В него последовательно включают:

• тип изделия (Э – ёмкость, К – колонный аппарат, Т – теплообменное оборудование, Р – реактор и т.д.);

• номинальное рабочее давление, МПа;

• номинальный внутренний диаметр, мм;

• вместимость, м³ (для ёмкостного оборудования) или поверхность теплообмена, м² (для теплообменников);

• материал корпуса (указывается марка стали);

• обозначение настоящего стандарта.

Пример: Э-1,6-1400-5,0-09Г2С ГОСТ Р 52630-2012 – ёмкость на давление 1,6 МПа, диаметром 1400 мм, вместимостью 5,0 м³ из стали 09Г2С.

Для аппаратов с внутренними устройствами, теплообменниками или мешалками допускается дополнять обозначение через косую черту индексом, отражающим особенности конструкции (например, Т-0,8-800-25-12Х18Н10Т/01).

Классификация сосудов

Сосуды и аппараты подразделяют по расчётному давлению, температуре и группе рабочей среды (таблица 1 ГОСТ Р 52630-2012). Выделяют три категории, определяющие объём контроля сварных соединений и дополнительные требования к испытаниям.

Критерии отнесения к категориям (пункт 5.2, таблица 1):

• 1-я категория – сосуды, предназначенные для сред 1-й группы (взрывоопасные, высокотоксичные) при расчётном давлении более 0,05 МПа, независимо от диаметра (кроме сосудов с внутренним диаметром не более 250 мм и давлением до 0,5 МПа);

• 2-я категория – сосуды для сред 2-й группы с расчётным давлением свыше 2,5 МПа; сосуды для сред 1-й группы, не вошедшие в 1-ю категорию; сосуды, работающие под разряжением (с остаточным давлением ниже атмосферного) с внутренним диаметром более 800 мм и др.;

• 3-я категория – сосуды для сред 2-й группы с расчётным давлением до 2,5 МПа включительно, а также сосуды для сред 1-й группы с внутренним диаметром до 250 мм и давлением до 0,5 МПа.

При определении категории обязательно учитывают примечания к таблице 1, в том числе для многокамерных сосудов, сосудов с переменным уровнем жидкости и работающих под вакуумом.

Требования к материалам

Раздел 4 стандарта устанавливает обязательные условия для всех материалов, соприкасающихся с рабочей средой. Допускается применение углеродистых, низколегированных, теплоустойчивых и коррозионно-стойких сталей, прошедших входной контроль по ГОСТ 24297-2013 и имеющих сертификат с результатами механических испытаний и химического анализа.

Основные требования к материалам:

• листовой прокат должен поставляться по ГОСТ 5520-79, ГОСТ 19281-2014, ГОСТ 5632-2014 или по техническим условиям, согласованным в установленном порядке;

• углеродистый эквивалент Cэ для свариваемых сталей не должен превышать 0,43 % (пункт 4.2.2); Cэ = C + Mn/6 + (Cr+Mo+V)/5 + (Ni+Cu)/15, что гарантирует отсутствие холодных трещин при соблюдении технологии сварки;

• ударная вязкость KCU на образцах с острым надрезом при минимальной рабочей температуре стенки для углеродистых и низколегированных сталей должна быть не менее 30 Дж/см² (пункт 4.5);

• относительное удлинение δ5 – не менее 16 % для углеродистых сталей и не менее 14 % для легированных, если иное не оговорено специальными стандартами на материал;

• листы и поковки, работающие при давлении свыше 5 МПа или при температуре выше 200 °C, подлежат обязательному ультразвуковому контролю сплошности по классу 2 ГОСТ 22727-88 с нормой несплошности не более 20 мм².

Стандарт разрешает использовать импортные стали при условии, что их механические свойства, свариваемость и коррозионная стойкость подтверждены заключением специализированной организации и соответствуют требованиям ТР ТС 032/2013.

Химический состав и механические свойства применяемых сталей

Ниже приведены химические составы (массовые доли элементов, %) и минимальные гарантированные механические свойства наиболее распространённых марок сталей, допускаемых к применению в сосудах по ГОСТ Р 52630-2012, при условии поставки листового проката в нормализованном или горячекатаном состоянии.

Химический состав

Механические свойства при +20 °C (не менее)

Для отрицательных температур ударная вязкость должна подтверждаться на образцах с V-образным надрезом (KCV) в соответствии с требованиями пункта 4.6. Например, для стали 09Г2С при минус 40 °C KCV обычно не ниже 30 Дж/см². Конкретные значения фиксируются в технологической документации на основании расчёта на прочность.

Конструктивные требования

ГОСТ Р 52630-2012 предъявляет жёсткие требования к геометрии и расположению элементов сосуда, направленные на снижение концентрации напряжений и обеспечение надёжности при циклических нагрузках.

Основные положения:

• минимальная толщина обечайки из углеродистой стали – 3 мм, из коррозионно-стойкой – 2 мм (пункт 6.1.1);

• прибавка на коррозию C₁ назначается проектировщиком, но не менее 1 мм для углеродистых сталей и 0,5 мм для коррозионно-стойких (пункт 6.1.3); технологическая прибавка C₂ принимается по фактическому утонению при штамповке, но не менее 0,3 мм;

• продольные сварные швы соседних обечаек должны быть смещены друг относительно друга не менее чем на 100 мм для толщин до 10 мм и на 3-кратную толщину при S > 10 мм (пункт 6.4.5);

• отверстия под штуцера и люки диаметром более 50 мм требуют обязательного укрепления накладками или утолщением стенки в соответствии с расчётом по ГОСТ Р 52857.3;

• днища выпуклой формы (эллиптические, полусферические) не должны иметь вмятин, рисок глубиной более 5 % толщины, а на цилиндрической отбортовке – более 2 %;

• фланцевые соединения, работающие под давлением свыше 2,5 МПа, проектируются с учётом ГОСТ 28759.2-90 (прокладки) и ГОСТ 12815-80 (типы фланцев).

Сварка и контроль качества сварных соединений

Все сварные соединения, влияющие на прочность и герметичность сосуда, выполняют по аттестованной технологии сварки (пункт 7.1). Сварочные материалы (электроды, проволока, флюсы) должны обеспечивать механические свойства металла шва не ниже гарантированных для основного металла.

Виды контроля сварных швов:

• визуальный и измерительный (100 % соединений, ГОСТ Р 52603-2011);

• радиографический или ультразвуковой в объёме, зависящем от категории сосуда (таблица 2 стандарта);

• механические испытания (образцы-свидетели) – на растяжение и ударный изгиб для сосудов 1-й и 2-й категорий;

• цветная дефектоскопия или капиллярный контроль для аустенитных сталей и мест пересечения швов.

Объём неразрушающего контроля стыковых сварных соединений:

• 1-я категория – 100 % длины швов;

• 2-я категория – 50 %;

• 3-я категория – 25 %.

При обнаружении недопустимых дефектов (трещин, непроваров, пор цепочкой) проводят удвоенный контроль на примыкающих участках того же сварщика. Швы, не выдержавшие механических испытаний образцов-свидетелей, бракуются, и сварное соединение вырезается для повторной переварки.

Гидравлические и пневматические испытания

Приёмо-сдаточные испытания готового сосуда проводят гидравлическим давлением (раздел 9). Пробное давление Pпр вычисляют по формуле (пункт 9.2):

Pпр = 1,25·P·([σ]₂₀ / [σ]t),

где P – расчётное давление, [σ]₂₀ – допускаемое напряжение материала при 20 °C, [σ]t – допускаемое напряжение при расчётной температуре. Для сварных сосудов из разнородных сталей расчёт ведут по материалу с наименьшим отношением [σ]₂₀/[σ]t. Минимальное значение пробного давления не должно быть менее 0,2 МПа.

Время выдержки под пробным давлением составляет не менее 10 минут для сосудов вместимостью до 10 м³ и увеличивается на 5 минут на каждые следующие 10 м³ (пункт 9.4). При положительных результатах (отсутствие разрывов, видимых деформаций, падения давления по манометру и капель в сварных швах) испытания считаются успешными.

Пневматические испытания допускаются только в исключительных случаях – когда масса воды или остатки влаги недопустимы по технологии (пункт 9.7). Их проводят сжатым воздухом или инертным газом при пробном давлении не более 1,15·P·[σ]₂₀/[σ]t. При этом выполняют обязательное акустико-эмиссионное сопровождение либо размещают сосуд в бронекамере, а персонал выводится за пределы опасной зоны.

Ограничения и применимость вместе с ТР ТС 032/2013

ГОСТ Р 52630-2012 введён до вступления в силу Технического регламента Таможенного союза ТР ТС 032/2013, который устанавливает обязательные требования ко всему оборудованию под давлением на территории ЕАЭС. В связи с этим необходимо учитывать следующие ограничения:

• Классификация сред в ГОСТ Р 52630-2012 опирается на группы 1 и 2 по ПБ 03-576-03. ТР ТС 032/2013 ввёл собственное деление на 1-ю и 2-ю группы, причём 1-я группа ТР ТС охватывает крайне опасные среды (взрывчатые, токсичные 1-го и 2-го классов), а 2-я – все остальные, кроме нейтральных. Поэтому при проектировании нового оборудования категорию сосуда следует назначать по таблице 1 ГОСТ Р 52630 с заменой ссылки на ПБ на классификацию ТР ТС.

• Для сосудов с расчётным давлением выше 21 МПа необходимо применять ГОСТ Р 54803-2011 или специализированные стандарты, так как ГОСТ Р 52630-2012 на них не распространяется.

• Стандарт не регламентирует требования к предохранительным устройствам, их выбор осуществляется по ГОСТ 12.2.085-2017 и нормам промышленной безопасности.

• Применение ГОСТ Р 52630-2012 является добровольным для подтверждения соответствия ТР ТС 032/2013 (стандарт включён в Перечень, утверждённый Росстандартом), однако заказчик или проектная документация могут требовать его строгого соблюдения.

Таким образом, стандарт остаётся основным нормативным документом для проектирования и изготовления стальных сварных сосудов, но его положения должны применяться с учётом приоритета регламента ТР ТС 032/2013.

Аналоги и сопутствующие стандарты

Прямых национальных аналогов, полностью дублирующих ГОСТ Р 52630-2012, не существует. На близкие виды оборудования разработаны отдельные стандарты:

• ГОСТ Р 54803-2011 – сосуды и аппараты стальные сварные высокого давления (свыше 21 МПа до 130 МПа);

• ГОСТ 31842-2012 – колонные аппараты;

• ГОСТ Р 51273-99 – сосуды и аппараты. Нормы и методы расчёта на прочность от ветровых и сейсмических нагрузок.

Из зарубежных стандартов наиболее близкими по области регулирования являются:

• ASME BPVC Section VIII Division 1 (США) – правила проектирования сосудов под давлением;

• EN 13445 (Евросоюз) – неутеплённые сосуды, работающие под давлением.

Однако прямое замещение не допускается: расчётные методики, коэффициенты запаса и правила приёмки в российском и зарубежных стандартах различаются. При использовании иностранных норм требуется обоснование и разрешение уполномоченного органа.

Часто задаваемые вопросы

Можно ли по ГОСТ Р 52630-2012 изготовить сосуд, работающий при температуре минус 100 °C?
Да, если в качестве материала выбрана аустенитная сталь (например, 12Х18Н10Т), которая сохраняет высокую ударную вязкость вплоть до минус 196 °C. Однако стандарт предписывает дополнительные испытания на ударный изгиб при минимальной рабочей температуре (пункт 4.6) и требует УЗК-контроля поковок и листов. Проектировщик обязан также учесть возможное снижение допускаемых напряжений по ГОСТ Р 52857.1.

Обязательно ли гидравлическое испытание проводить с пробным давлением 1,25P?
Формула пробного давления содержит не только коэффициент 1,25, но и отношение допускаемых напряжений при 20 °C и рабочей температуре. Если рабочая температура высока, отношение [σ]₂₀/[σ]t может оказаться больше 1, и пробное давление превысит 1,25P. Кроме того, для литых и кованых элементов сосудов 1-й и 2-й категорий стандарт требует увеличения пробного давления – коэффициент 1,5 вместо 1,25 (пункт 9.2). Поэтому нельзя руководствоваться упрощённым множителем без учёта материала.

Нужно ли проводить повторные испытания после ремонта сосуда?
Да, раздел 12 «Реконструкция и ремонт» предписывает проведение гидравлических (или пневматических) испытаний после любого ремонта с применением сварки, если это затрагивало несущие элементы. Объём неразрушающего контроля восстанавливаемых швов должен быть не ниже первоначально заданного для данной категории сосуда.

Какая минимальная толщина стенки обечайки сосуда из стали 09Г2С?
Для стали 09Г2С, как для низколегированной, минимальная конструктивная толщина обечайки согласно пункту 6.1.1 составляет 3 мм. Однако расчётная толщина по ГОСТ Р 52857.2 может быть больше. К тому же, если аппарат работает в коррозионной среде, к расчётной толщине добавляют прибавку на коррозию (обычно не менее 1 мм), поэтому итоговая исполнительная толщина часто превышает 4-5 мм.

Можно ли применять стандарт для вертикальных ёмкостей, работающих под наливом?
Да, стандарт распространяется на сосуды, работающие без давления (наливные) или под разряжением до 0,005 МПа остаточного давления, если внутренний диаметр больше 150 мм и среда относится к 1-й или 2-й группе. Для наливных ёмкостей должны быть выполнены требования по усилению днищ и устойчивости обечайки к вакууму, а также проведено пневматическое или гидравлическое испытание на герметичность в соответствии с разделом 9.