Файл: Антикайн, П. А. Надежность металла паровых котлов и трубопроводов.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 14.10.2024

Просмотров: 65

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

шались на горизонтальном участке <а .нижней части подъемно-опуск­ ной петли в зоне, примыкающей к подовому экрану. На тыльной стороне трубы в месте разрушения произошло раскрытие с малым

утонением

кромок (рис. 48,а).

Причина

разрушения — утонение стен­

ки трубы

с наружной

стороны

приблизительно па 2 мм пз-за

корро­

зии при расшлаковке

струей

воды.

 

 

После

останова

котла

на

трубах

оставались мокрый

шлак и

зола, в которых интенсивно протекала электрохимическая коррозия. Снаружи труба была покрыта толстым слоем бурой гидроокиси же­ леза.

 

Внутренний диаметр трубы находится в пределах допусков на

трубы

для котлов

высокого

и

сверхкрптнческого

давления.

Размеры

по

наружному диаметру

имеют

отклонения,

выходящие

за

пре­

делы

минусового

допуска:

минимальный наружный

диаметр

со­

ставил 39 мм іпрп минимально допускаемом 41,7 мм. Толщина

стен­

ки

(В

месте максимального

утонения от .коррозии вблизи .места раз­

рушения составляла всего

3,1 мм при номинальной толщине трубы

5 мм.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

На

рис. 48,6

схематически

показано сечение

трубы

до

эксплуа­

тации

(сплошные

липни) и

после

эксплуатации

(пунктир).

Направ­

ление теплового потока обозначено стрелкой с буквой с/. Максималь­ ное утонение наблюдается на тыльной стороне иод углом 45° к вер­ тикали. На вертикальном участке выше гиба наружный диаметр тру­ бы и толщина стенки находятся в пределах допусков. Микрострук­ тура металлов однородна по длине и окружности трубы и состоит из зерен феррита и слабо коагулированного перлита. На внутренней поверхности трубы имеется обезуглероженный слой, образовавшийся при окислении трубы в процессе термической обработки. На наруж­ ной стороне такой слой отсутствует. Особенно сильно пострадали горизонтальные участки подъемно-опускных петель, примыкающих к подовому экрану. Было принято решение о замене экрана и об изменении технологии расш.таковкп.

Низкотемпературная

сернистая

коррозия поражает

хвостовые

поверхности

нагрева

паровых

котлов

(возду­

хоподогреватели

и реже экономайзеры)

в

тех

случаях,

когда

сжигается

топливо

с

высоким

 

содержанием

серы.

Этот

вид

коррозии,

в

частности,

имеет место

при

сжигании

сернистых

мазутов

и

подмосковного

угля.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Почти вся сера, находящаяс я в топливе, превращает ­

ся при

его

сгорании

в

S02 ,

а

некоторая

часть —

в S0 3 . Когда температура продуктов сгорания сни­ жаетс я ниже точки росы, то на поверхности нагрева образуются капельки кислоты, интенсивно разъедающи е сталь.

Обычно трубы воздухоподогревателей разрушаются на небольшой длине, однако заменять приходится их це­ ликом. В регенеративных воздухоподогревателях из-за

96

снижении избытков воздуха до 1,02—1,03 и хорошем уплотнении газоходов.

Зависимость скорости коррозии углеродистой стали от температуры металла при содержании в мазуте 4%

серы и

избытке

воздуха

1,095 показано

на

рис. 50.

 

 

 

4-3.

ЭРОЗИЯ

 

 

Э р о з и о н н ы й

и з н о с

— процесс

поверхностного

разрушения под

влиянием

механического

воздействия

твердых

частиц,

капель или

струи жидкости или пара

в сочетании с коррозионным воздействием среды. Рассмотрим сначала эрозионный износ труб поверх­

ностей нагрева частицами золы. Этому типу эрозии под­ вержены трубы конвективных пароперегревателей, эко­

номайзеров

и воздухоподогревателей. Особенно

часто

страдают от

эрозии змеевики экономайзеров .

 

В конвективном газоходе дымовые газы движутся обычно

свер­

ху вниз, а змеевики располагаются горизонтальными рядами. Абра­ зивные частицы золы, увлекаемые дымовыми газами, с большой скоростью ударяют в поверхность трубок и вызывают их износ. При прямом ударе часгица золы отскакивает от трубки и не вызывает большого истирания. Наибольший износ возникает в тех случаях,

когда абразивные

частицы наносят удар примерно

под углом в 35°

к вертикали; они

как бы срезают микроскопические

кусочки окалины

и поверхностного слоя металла. Чем выше скорость газов, тем быст­ рее движутся частицы летучей золы, тем сильнее износ поверхностей

нагрева. Опыты

показывают, что скорость износа приблизительно

пропорциональна

кубу скорости газов.

В первую

очередь повреждаются трубы, расположен ­

ные в местах газохода, где более высока скорость га­

зового потока или выше концентрация золы

(газовые

«коридоры», повороты

потока и т. п.). Б о л ь ш о е

влияние

на интенсивность износа оказывают абразивные

свойст­

ва

золы: чем т в е р ж е зола, чем острее ее грани, тем силь­

нее износ.

 

 

 

 

В шахматных пучках трубы изнашиваются

сильнее,

чем в коридорных. В коридорных

пучках трубы

второго

и

последующих рядов

з а щ и щ е н ы

от лобовых

у д а р о з

частицами золы. В шахматных пучках сильнее всего из­

нашивается второй р я д

труб, так к а к первый ряд

обду­

вается потоком газов ç

пониженной скоростью, а

в тре-

9§

 

 

в размягченном состоянии, то абразивный -износ резко замедляется .

Если скорость потока относительно мала, то разру­

шение поверхности металла происходит

преимуществен­

но путем микрорезания и выкрашивания

пленки окислов

и поверхностного слоя зерен металла . Если скорость ве­ лика, то, кроме того, происходит значительная дефор ­ мация подповерхностных слоев, образование лунок в ме­

стах у д а р а частиц с образованием

валиков вокруг лупок

и последующим

разрушением этих

валиков. Такой меха­

низм

характерен

д л я

достаточно вязких материалов, ка­

кими

являются

стали

для труб

поверхностей нагрева.

Хрупкие материалы д а ж е при высоких скоростях потока разрушаются с выкрашиванием зерен с поверхности без заметной пластической деформации материала .

Газ, воду или пар, несущие взвешенные твердые ча­ стицы, при абразивном износе нельзя рассматривать только как транспортирующую среду, так как газ, вода и пар сами могут изнашивать поверхность. При совме­

стном их действии с твердыми частицами

скорость изно­

са сильно возрастает.

О б р а з о в а в ш а я с я

на поверхности

пленка окислов легко

удаляется абразивом . Скорость

процесса износа в конечном счете определяется механи­ ческими свойствами и коррозионной стойкостью изнаши­ ваемого материала; скоростью, размерами, твердостью и остротой граней частиц абразива; скоростью, вязкостью я коррозионной активностью транспортирующей жидко ­ сти (воды, газа, п а р а ) .

На поверхности детали при интенсивном газоабра ­ зивном или гпдроабразивном износе образуются перио­ дические углубления волнистой формы, так как за каж­

дым

небольшим

выступом образуется

вихрь, который

под

действием

центробежной силы

прижимает

зерна

абразива

к

поверхности,

ускоряя таким

образом

износ.

Так,

при

движении

запыленного

потока по

трубам

трубчатого воздухоподогревателя поток завихряется на начальном входном участке. Наиболее интенсивный из­

нос

имеет место у входных

участков

на длине 300-—

400

мм, где частицы золы

интенсивнее

ударяются за­

вихренным потоком о стенки. Поэтому для защиты вход­ ных участков в трубы вставляют сменные защитные вставки из труб несколько меньшего диаметра .

Кроме поверхностей нагрева, интенсивному эрозион­ ному износу запыленным потоком подвергаются пыле-

100

Смотрите также файлы