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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 14.10.2024

Просмотров: 58

Скачиваний: 0

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

В эксплуатации контроль за появлением трещин осу­ ществляется при помощи внешнего осмотра и магннтопорошковой дефектоскопии. Контролируют состояние по­ верхности отверстий, штуцеров, участков барабанов, при­

легающих к кромкам отверстий, и места стыковки

обе­

чаек между собой и обечаек с днищами .

 

При удачном

выборе материала б а р а б а н а , правиль­

ной конструкции

п достаточном запасе прочности

бара­

баны могут надежно работать не только в течение всего расчетного срока службы — 100 тыс. ч (12—13 лет), но и после его окончания.

Так, в ФРГ были демонтированы как морально

устаревшие

после 35—38 лет эксплуатации три барабанных котла «а

100

кгс/см2.

Котлы быстро пускали без предварительного подогрева,

имели

место

аварийные остановы, однако трещины на их барабанах обнаружены не были. Толщина стенки обечаек составляла 110 мм, а сферических

днищ — до 240 мм.

Барабаны были

изготовлены из стали, содержа-

шей

1,5%

«икеля

я

имевшей ст20в = 46-^56

кгс/ммг, Oq°2 =30

кгс/мм2

и О д 5

2 = 17,5 кгс/мм".

Эти барабаны

были

проточены

изнутри

и сна­

ружи

на станке.

 

 

 

 

 

 

 

Д л я

того

чтобы

устранить

возможность

внезапного

хрупкого

разрушения

барабанов,

к их материалам

сле­

дует предъявлять требования высокой сопротивляемости распространению трещин. Видимо, рационально в число сдаточных характеристик ввести испытание на сопротив­ ляемость распространению трещины по Ирвину.

Чем выше

показатели

пластичности при

испытании

на растяжение

и чем ниже

отношение предела

текучести

к временному сопротивлению, тем материал лучше со­ противляется распространению трещины.

Обнаруженные в эксплуатации трещины у д а л я ю т рас­ сверловкой отверстий. Р а з р е ш а е т с я выборка трещин шли­ фовальным кругом. Пр и выборке трещин нельзя допу­ скать резких переходов концентраторов напряжений . Полнота удаления трещин проверяется магнитной дефек­ тоскопией или травлением места выборки 40% - ным рас­ твором азотной кислоты.

Если проверочный расчет показывает, что мостики

между

отверстиями

после рассверловки

обеспечивают

достаточную прочность,

барабан

может

быть допущен

к эксплуатации. Если

ж е

выборка

трещин

ослабила мо­

стики и прочность их оказывается

недостаточной,

произ­

водят подварку.

 

 

 

 

 

Д л я

подварки используют электроды

У О Н И

13/45.

Щ


П ри подварке применяют предварительный и сопутству­ ющий подогрев до 150—200 °С. После подварки проводят отпуск при 650°С с выдержкой 5 ч. З а т е м отверстие рас­ тачивают до заданного диаметра, а внутреннюю поверх­ ность б а р а б а н а шлифуют переносным шлифовальным кругом. Наплавленный металл проверяют магнитной де­ фектоскопией на отсутствие трещин, несплавлений и шлаковых включений.

При длительных остановах котлов приходится стал­ киваться со стояночной коррозией барабанов .

Стояночная коррозия способствует дальнейшему раз­ витию трещин, образовавшихся в стенке б а р а б а н а по каким-либо причинам. Если б а р а б а н оставляют запол­ ненным водой, то коррозией бывает поражена внутрен­ няя поверхность по линии раздела воды и воздуха. Один из способов консервации при останове — заполнение ба­ рабана азотом. Этот ж е способ может быть использован д л я защиты от стояночной коррозии и внутренней по­ верхности других элементов паровых котлов и трубо­ проводов.

В старых б а р а б а н а х низкого и среднего давления, изготовленных с применением клепки листов и разваль ­ цовки труб, часто приходилось сталкиваться с каустиче­ ской хрупкостью. Это явление послужило причиной мно­ гих аварий барабанов .

Каустическая хрупкость — разрушение пластически деформированной стали перлитного класса под действи­ ем концентрированного раствора щелочи. При некачест­ венном выполнении клепаного или вальцованного соеди­

нения оно

может оказаться не совсем

плотным. Вода

с высокой

температурой просачивается

в неплотности,

где давление снижается постепенно до атмосферного, и испаряется. Из - за упаривания в зазоре постепенно созда­ ется высокая концентрация щелочи. Концентрированный

раствор щелочи вызывает

коррозионное

растрескивание

стали по границам зерен.

Р а з р у ш е н и е

носит хрупкий

характер . Трещины, вызванные каустической хрупко­ стью, о б н а р у ж и в а ю т как на барабане, так и на трубах. Трещины, как правило, имеют сильно разветвленный ха­ рактер.

Трещины каустической хрупкости развиваются сна­ чала очень медленно, а затем с течением времени под влиянием концентрации напряжений процесс резко уско­ ряется. При внешнем осмотре б а р а б а н а трещины можно

123


 

 

 

СПИСОК

ЛИТЕРАТУРЫ

 

1.

Антикайн

П. А. Металлы

и расчет

на

прочность

элементов

паровых котлов.

М.,

«Энергия»,

1969.

 

 

 

2.

Гудремон

Э.

Специальные стали. М.,

Металлургиздат, 1958.

3.

Гуляев А.

П. Металловедение. М.,

«Металлургия»,

1966.

4.Рассошинский А. А. Металлография сварных швов. М., Машгиз, 1966.

5.Инструкция по наблюдению и контролю за металлом трубо­

проводов и «отлов. М., 1970

(Энергонот ОРГРЭС).

 

 

6.

Инструкция по ручной электродуговон сварке

труб

из углеро­

дистых

и низколегированных

сталей. М., 1967

(Оргэнергострой).

7.

Инструкция по проведению термической обработки сварных

соединений труб в

монтажных условиях. М., 1967 (Оргзиергострой).

8. Михайлов-Михеев П. Б. Справочник по металлическим мате­

риалам

трубо- я моторостроения. М., Машгиз,

1961.

 

 

9.

Правила устройства и безопасной эксплуатации паровых и

водогрейных котлов. М.. «Недра». 1968.

 

 

 

10. Свойства

сталей

я

сплавов, применяемых

в

котлотурбо-

строении. Л., 1967,

вып.

16,

ЦКТИ.

 

 

 

11. Троянский Е. А. Металлы котлостроеиия и расчет прочности

удеталей паровых котлов. М., «Энергия», 1964.

 

12. Ратнер А. В., Зеленский

В. Г. Эрозия

материалов тепло­

энергетического оборудования. М„

«Энергия»,

1966.

13. Повышение надежности барабанов котлов. Под ред. А. А . За ­

харова, Труды ЦКТИ 118. Л.,1972

(ОНТИ ЦКТИ) .

14.Ротштейн А. В., Якобсон С. С. Сварочные работы на мон­ таже тепловых электростанций. М., «Энергия», 1969.

15.Хромченко Ф. А. Термическая обработка сварных соедине­ ний труб электростанций. М., «Энергия», 1972.

16.Шмыков А. А. Справочник термиста. М., Машглз, 1961.

17.Правила контроля сварных соединений трубных систем котлоагрегатов и трубопроводов тепловых электростанций. ПК № 03ЦС-66. М., ЦНИИТМАШ, 1967.

18.Станюкович А. В. Хрупкость и пластичность жаропрочных материалов. М., «Металлургия», 1967.


О Г Л А В Л Е Н И Е

Предисловие

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

Г л а в а

п е р в а я .

 

Котельные

стали

 

 

 

 

 

 

 

 

4

1-1.

Углеродистые

стали

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

1-2.

Назначение

легирования

и

маркировка

легированных

 

 

сталей

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12

1-3.

Трубы

для

поверхностей

нагрева,

камер

и

трубопрово­

 

 

дов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

'6

1-4.

Котельные

стальные листы

 

 

 

 

 

 

 

 

22

1-5. Стальное литье

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

24

1-6.

Стали

для

 

крепежных

элементов

арматуры

и трубо­

 

 

проводов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

26

Г л а в а

в т о р а я . Особенности

поведения

сталей

при

высо­

 

ких

температурах

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

29

2- 1.

Влияние

высоких

температур

на

механические

свой­

 

 

ства сталей

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

29

2-2.

Жаропрочные

 

свойства

 

 

 

 

 

 

 

 

 

31

2-3.

Наблюдение

за

металлом трубопроводов

и

элементов

 

 

котлов на монтаже и в

эксплуатации

 

 

 

 

39

Г л а в а

т р е т ь я .

 

Изменения

структуры

и

свойств

стали

 

в процессе

изготовления и

монтажа

 

 

 

 

 

 

50

3- 1. Электродуговая

сварка

 

 

 

 

 

 

 

 

 

50

3-2.

Дефекты

 

и

 

контроль

качества

сварных

соединении,

 

 

выполненных

электродуговой

сваркой

 

 

 

 

57

3-3.

Контактная

стыковая

сварка

труб

поверхностей на­

 

 

грева

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

63

3-4.

Влияние

гибки

труб на

эксплуатационную

надежность

66

Г л а в а

ч е т в е р т а я .

Повреждения

элементов

котлов

и тру­

 

бопроводов

в

эксплуатации

 

 

 

 

 

 

 

 

 

72

4- 1.

Повреждения

труб поверхностей

нагрева . .

. .

72

4-2.

Коррозия

 

поверхностен

нагрева

 

 

 

 

 

 

80

4-3.

Эрозия

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

98

4-4.

Повреждения

 

станционных

трубопроводов

и

трубо­

 

 

проводов

 

внутри

котла

 

 

 

 

 

 

 

 

 

103

4-5.

Повреждения

 

арматуры

 

 

 

 

 

 

 

 

 

114

4-6.

Повреждения

котельных

барабанов

и камер .

. .

117

Список литературы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

126

127


ПЕТР

АНДРЕЕВИЧ

АНТИКЛИН

НА Д Е Ж Н О С Т Ь МЕТАЛЛА ПАРОВЫХ КОТЛОВ

ИТ Р У Б О П Р О В О Д О В

 

Рецензент

М. Ф.

Шешенев

 

 

 

 

 

Редактор А . А .

 

Кузнецов-

 

 

 

 

 

Технический

редактор

Г.

Г.

Самсонова

 

 

 

 

 

Корректор

Г. Г.

Желтова

 

 

 

 

Саанэ в набор 28/П 1973 г.

Подписана

к печати

23/X 1973

г.

T-1761G

Чоэмат

8 І Х 1 0 8 ' / З а

 

 

 

 

 

Бумага

типографская №

2

Усл. печ.

л . 6,72

 

 

 

 

 

 

У Ч . - І Р Д .

л.

7

Тираж 8 ООО экз.

 

Зак. 89

 

 

 

Цена

26

коп.

 

Издательство «Энергия», Москва, М-114, Шлюзовая наб., 10.

 

 

 

 

Московская типография № 10 Союзполнграфпрома

 

 

 

 

при Государственном комитете

Совета Министров

СССР

 

 

 

 

по д е л а м издательств, полиграфии и книжной торговли,

 

 

 

 

Москва,

М-114,

Шлюзовая

наб.,

10.