Теплообменники под давлением — ТР ТС 032/2013: документы

Что относится к этой группе

кожухотрубные теплообменники и подогреватели;
пластинчатые разборные, полусварные и паяные аппараты;
теплообменники типа «труба в трубе» и спиральные;
водоводяные и пароводяные подогреватели;
испарители, конденсаторы, экономайзеры технологических установок;
аппараты воздушного охлаждения;
маслоохладители, охладители компрессорных и гидравлических систем;
блоки теплообменного оборудования в составе технологических установок.

Два пространства — два расчёта

Расчёт категории делается для каждого пространства под давлением: трубного и межтрубного, стороны первичного и вторичного теплоносителя. Для каждого берутся свои максимально допустимое давление, полный внутренний объём и группа среды. Полученные категории могут различаться на две ступени.

Форма подтверждения соответствия определяется по наиболее высокой категории. Это не выбор и не усмотрение: аппарат — единое изделие, и его нельзя выпустить в обращение по декларации в части одного контура и по сертификату в части другого. Расчёты по обоим пространствам входят в комплект документации и проверяются вместе.

Аппарат	Первое пространство	Второе пространство	По чему форма
Водоводяной подогреватель	Вода, умеренное давление	Вода, умеренное давление	По более нагруженной стороне
Пароводяной подогреватель	Пар, высокая температура	Вода	Обычно по паровой стороне
Испаритель холодильной установки	Хладагент	Вода или рассол	По стороне хладагента
Маслоохладитель	Масло	Вода	По давлению масляного контура
Газовый теплообменник	Горючий газ	Вода или воздух	По газовой стороне
Аппарат воздушного охлаждения	Технологическая среда	Атмосферный воздух	По технологической стороне

Почему определяющей чаще оказывается «вторая» сторона

Заявители считают категорию по основному технологическому контуру — тому, ради которого аппарат куплен. Между тем повышает категорию обычно вспомогательная сторона: хладагент, горючий газ, масло под высоким давлением. Вода в подогревателе безопасна, а фреон или пропан на второй стороне переводит аппарат в более опасную группу среды.

Второй источник расхождений — температура. Паровая сторона задаёт расчётную температуру стенки, от которой зависят допускаемые напряжения и толщины. Расчёт на прочность, выполненный по температуре воды, даёт заниженные толщины и не проходит проверку.

Что проверяется в конструкции

прочность корпуса, трубных решёток и распределительных камер;
прочность и герметичность соединения труб с трубными решётками;
укрепление отверстий под штуцеры и лазы;
компенсация температурных расширений трубного пучка;
исключение недопустимого перетока среды из одного контура в другой;
стойкость материалов к обеим средам, включая коррозионную стойкость;
конструкция разъёмных соединений и уплотнений;
возможность осмотра и очистки внутренних поверхностей;
защита каждого пространства от превышения давления.

Соединение труб с трубной решёткой

Это узел, на котором сосредоточена основная часть отказов теплообменников и, соответственно, основная часть требований. Способ соединения определяет и объём контроля, и возможность ремонта. Развальцовка проще в изготовлении, но чувствительна к температурным циклам; сварка надёжнее, но требует аттестованной технологии для конкретного сочетания материалов и толщин.

Способ	Что подтверждается
Развальцовка	Плотность соединения, отсутствие утонения, испытания на герметичность
Сварка труб с решёткой	Аттестованная технология, контроль швов, механические испытания образцов
Сварка с развальцовкой	Совместное подтверждение обоих способов
Пайка пластин	Прочность паяных соединений, циклические испытания
Разъёмное уплотнение пластин	Материал прокладок, ресурс, стойкость к средам

Испытания

Испытания проводятся по каждому пространству отдельно и в комбинациях: сначала прочность и герметичность одного контура при заглушённом втором, затем наоборот, затем проверка отсутствия перетока между контурами.

гидравлические испытания каждого пространства давлением выше максимально допустимого;
проверка герметичности межтрубного пространства при испытании трубного;
проверка отсутствия перетока среды между контурами;
испытания разъёмных соединений и уплотнений;
неразрушающий контроль сварных соединений корпуса и штуцеров;
контроль соединений труб с трубными решётками;
для пластинчатых аппаратов — циклические испытания давлением;
испытания при расчётных температурах для аппаратов с большим перепадом;
проверка предохранительных устройств по каждому контуру.

Материалы и совместимость со средами

Теплообменник работает в контакте с двумя разными средами, и материал должен быть стойким к обеим при расчётных температурах. Формально это часть расчёта на прочность, практически — отдельная проверка, которую регулярно пропускают при подборе аналогов и замене поставщика.

марки материалов корпуса, труб, трубных решёток и крепежа;
сертификаты качества с подтверждением марки и прослеживаемостью;
стойкость к коррозии со стороны каждой среды;
допустимые температуры применения материалов;
материал прокладок и уплотнений с указанием сред и температур;
совместимость разнородных материалов в одном аппарате;
прибавка на коррозию, учтённая в расчёте толщин.

Порядок подтверждения соответствия

Составить таблицу параметров по каждому пространству: давление, объём, среда, температура.
Проверить область применения по обоим контурам.
Рассчитать категорию отдельно для каждого пространства.
Принять форму подтверждения по наиболее высокой категории.
Выполнить расчёт на прочность по расчётным температурам каждой стороны.
Рассчитать защиту каждого пространства от превышения давления, включая сценарий разрыва трубки.
Подготовить документы по материалам, включая прокладки и уплотнения.
Подтвердить технологию соединения труб с трубными решётками.
Провести испытания по контурам и проверку отсутствия перетока.
Оформить паспорт с параметрами обоих пространств и руководство по эксплуатации.
Получить документ и проверить документы на арматуру и предохранительные устройства.

Паспорт: что должно быть по обоим контурам

максимально допустимое давление отдельно для каждого пространства;
расчётная температура стенки для каждой стороны;
полный внутренний объём каждого пространства;
наименование и группа опасности каждой среды;
материалы корпуса, труб, решёток и уплотнений;
результаты гидравлических испытаний по каждому контуру;
данные о соединении труб с трубными решётками;
давление настройки предохранительных устройств по контурам;
назначенный срок службы и ресурс;
требования к осмотру и очистке поверхностей.

Типичные ошибки

категория рассчитана по одному пространству вместо двух;
форма подтверждения выбрана по менее опасной стороне;
расчёт на прочность выполнен по температуре воды, а не паровой стороны;
не рассчитан сценарий разрыва трубки и переток среды в контур с меньшим давлением;
предохранительное устройство установлено только на один контур;
не подтверждена стойкость материала к среде второго пространства;
прокладки заменены на аналоги без проверки допустимых сред и температур;
технология соединения труб с решётками не аттестована;
испытания проведены только по основному контуру;
в паспорте указаны параметры одного пространства;
аппарат в составе установки подтверждён как элемент машины и остался без документов по давлению;
объём взят полезный, а не полный внутренний.

Сроки

Ситуация	Ориентир	Комментарий
Пластинчатый аппарат, типовой ряд	5–9 недель	Отработанные расчёты, испытания по типоразмерам
Кожухотрубный аппарат серийной конструкции	7–11 недель	Контроль швов и соединений труб с решётками
Аппарат с горючей или токсичной средой	9–14 недель	Более высокая категория, объём контроля
Аппарат по индивидуальному проекту	10–16 недель	Расчёты с нуля, приёмочная документация
Импортный аппарат, партия	6–10 недель	Зависит от полноты расчётов изготовителя

Что проверить при закупке

Сверить давления и температуры обоих контуров на табличке и в документе.
Проверить, по какой стороне определена форма подтверждения.
Запросить расчёт на прочность и расчёт защиты от превышения давления.
Уточнить материалы труб, решёток и прокладок с привязкой к средам.
Проверить наличие протоколов испытаний по каждому контуру.
Убедиться, что в паспорте отражены параметры обоих пространств.
Проверить документы на предохранительные устройства по каждому контуру.
Уточнить возможность осмотра и очистки — от этого зависит освидетельствование в эксплуатации.

Частые вопросы

Как считается категория теплообменника?

Отдельно по каждому пространству под давлением — трубному и межтрубному — со своими давлением, полным объёмом и группой среды. Форма подтверждения принимается по наиболее высокой из полученных категорий.

Можно ли декларировать аппарат по одному контуру и сертифицировать по другому?

Нет. Аппарат — единое изделие, и в обращение он выпускается по одной форме, определённой более высокой категорией. Расчёты по обоим пространствам входят в комплект и проверяются вместе.

Почему категорию повышает вспомогательная сторона?

Потому что на ней обычно оказывается более опасная среда: хладагент, горючий газ, масло под высоким давлением. Вода в технологическом контуре безопасна, а среда второй стороны переводит аппарат в более опасную группу.

По какой температуре выполняется расчёт на прочность?

По расчётной температуре стенки для каждой стороны. Расчёт по температуре воды при наличии паровой стороны даёт заниженные толщины и проверку не проходит.

Нужно ли предохранительное устройство на каждый контур?

Да, каждое пространство защищается от превышения давления. Обязательно проверяется сценарий разрыва трубки, при котором среда с высоким давлением попадает в контур с низким: устройство должно принять этот расход.

Что подтверждается в соединении труб с трубной решёткой?

Для развальцовки — плотность соединения и отсутствие недопустимого утонения, для сварки — аттестованная технология под конкретное сочетание материалов и толщин, контроль швов и механические испытания образцов.

Можно ли заменить прокладки на аналогичные?

Не по внешнему сходству. Прокладка определяет допустимые среды и температуры, её отказ приводит к смешиванию сред, поэтому замена материала уплотнений считается изменением конструкции.

Как испытывается аппарат с двумя контурами?

По контурам: сначала один при заглушённом втором, затем наоборот, с проверкой герметичности соседнего пространства и отсутствия перетока среды между контурами.

Входят ли в область регламента малые пластинчатые аппараты?

Часто нет — по параметрам. Но проверять нужно оба контура: аппарат может выпадать из области по водяной стороне и входить по стороне хладагента с высоким давлением.

Нужны ли документы на теплообменник в составе установки?

Да, если он входит в область регламента. Частая недоработка блочных поставок — установка подтверждена как машина, а аппараты под давлением в её составе остались без документов.

Какой объём берётся для расчёта категории?

Полный внутренний объём каждого пространства, а не полезный или заполняемый в рабочем режиме.

Что чаще всего отсутствует в импортной документации?

Расчёт защиты от превышения давления при разрыве трубки и полные данные по материалам с прослеживаемостью. Запрашивать это нужно до отгрузки: по поставленному аппарату расчёт восстановить нельзя.

Что должно быть в паспорте теплообменника?

Давления, расчётные температуры, объёмы и среды по каждому пространству, материалы включая уплотнения, результаты испытаний по контурам, давления настройки предохранительных устройств, назначенный срок службы и требования к очистке.

Влияет ли конструкция на эксплуатацию аппарата?

Да: возможность осмотра и очистки внутренних поверхностей определяет, как будет проводиться техническое освидетельствование. Неразборные аппараты требуют иных методов контроля, и это учитывается заранее.

Бесплатная консультация

Разберём ваш случай

Опишите товар и задачу — определим, какой документ нужен по техрегламентам, подберём схему подтверждения соответствия и назовём срок и стоимость до начала работ.

Проверим, попадает ли товар под технические регламенты
Подберём схему и состав испытаний под ваш код ТН ВЭД
Скажем срок и стоимость до начала работ
Проверим документы поставщика в реестре — без оплаты

Подтверждение соответствия теплообменников и подогревателей по ТР ТС 032/2013