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: 63
Скачиваний: 0
Стали 12Х1МФ, 12Х2МФСР и 15Х1М1Ф применяют в термически упрочненном состоянии (чем обеспечивает ся высокая жаропрочность) . Нарушение режимов тер мической обработки приводит к снижению жаропрочно
сти. Трубы |
из |
стали |
|
12Х1МФ подвергают нормализации |
||||||
с отпуском, |
а |
особо |
|
толстостенные (с |
толщиной |
стенки |
||||
более 45 |
мм)—закалке |
с |
отпуском. |
Трубы |
из |
стали |
||||
15Х1М1Ф подвергают |
только |
нормализации с |
отпуском. |
|||||||
Р е ж и м термической |
|
обработки |
устанавливается |
техни |
||||||
ческими условиями на трубы. |
|
|
|
|
|
|||||
Сталь |
15Х1М1Ф |
несколько дороже |
стали |
12Х1МФ и |
||||||
содержит |
больше |
молибдена, |
отличается |
несколько |
||||||
большей жаропрочностью. На свойствах стали |
15Х1М1Ф |
|||||||||
меньше |
сказывается |
|
скорость |
охлаждения . |
Если д л я |
|||||
обеспечения высокой жаропрочности труб с толщиной
стенки |
более 45 мм из стали Г2Х1М.Ф |
необходима |
закал |
ка, то |
толстостенные трубы из стали |
15Х1М1Ф |
доста |
точно жаропрочны после охлаждения на воздухе. |
|
||
Первоначально соответствие между |
структурой |
и ж а |
|
ропрочностью ставилось многими исследователями под сомнение, но в настоящее время имеется у ж е достаточ ный опыт лабораторных исследований и эксплуатации, подтверждающий это соответствие: все паропроводные трубы, замененные в процессе эксплуатации из-за уско ренной ползучести, имели нерекомендованную структуру.
Трубы д л я поверхностей нагрева из стали 12Х2МФСР
подвергают з а к а л к е |
с |
последующим отпуском. |
|||
Д л я поверхностей |
нагрева |
промежуточных |
паропере |
||
гревателей применяли |
сталь |
12Х2МФБ |
(ЭИ531), содер |
||
ж а щ у ю около 2,5% |
Cr и отличающуюся более |
высокой |
|||
окалиностойкостыо |
по |
сравнению со |
сталями |
12Х1МФ |
|
и 12Х2МФСР. Введение ниобия в сталь Г2Х2МФБ приве ло к тому, что она стала нечувствительной к быстрому
охлаждению: |
структура |
весьма |
стабильна, |
карбиды |
|
очень устойчивы и поэтому подкалка |
не происходит. |
||||
Структура и |
свойства стали 12Х2МФБ |
весьма |
стабиль |
||
ны в эксплуатации. По |
длительной |
прочности |
эта сталь |
||
уступает сталям 12Х1МФ и 12Х2МФСР при всех темпе ратурах.
В последние технические условия на трубы для кот лов высокого и сверхкритического давления М Р Т У 14-4-21-67 сталь 12Х2МФБ не включена. Это представ ляется неоправданным . В поверхностях нагрева проме жуточных пароперегревателей, где высокая прочность
20
труб не требуется, так как толщина их стенки |
выбирает |
||||
ся по технологическим соображениям, |
трубы |
из стали |
|||
12Х2МФБ благодаря |
более высокой |
окалииостойкости |
|||
превосходят по эксплуатационной |
надежности |
и |
долго |
||
вечности трубы из стали 12Х1МФ |
и 12Х2МФСР. |
Объяс |
|||
няется это тем, что |
сталь 12Х2МФБ |
содержит |
больше |
||
хрома — 2,1—2,6%; |
содержание |
кремния |
в |
сталях |
|
12Х2МФСР и ЭИ531 |
одинаково. |
|
|
|
|
Чтобы не перепутать трубы из разных сталей, |
трубы |
||||
на заводе должн ы маркироваться по всей длине про дольной полосой несмываемой краски.
Цвет краски полосы соответствует марке стали:
20—зеленая
|
|
15ГС—коричневая |
|
|
||
|
15ХМ—фиолетовая |
|
|
|||
|
12Х1МФ—красная |
|
|
|
||
|
15Х1М1Ф—белая |
|
|
|
|
|
|
12Х2МФСР—сппяя |
|
|
|
|
|
|
Х18Н12Т—черная |
|
|
|
||
В связи с тем что вопросы |
экономики |
приобретают |
||||
все большее значение |
в практических |
решениях, немало- |
||||
|
|
|
|
|
Таблица |
4 |
Стоимость |
1 m труб, |
изготовленных |
||||
по МРТУ 14-4-21-67, в |
зависимости |
|||||
от |
наружного диаметра |
и |
м а р к и |
|
||
стали |
при толщине стенки |
6 мм, руб* . |
||||
|
|
Наружны!'! диаметр, мм |
|
|||
Маг.ка стали |
32—аз |
|
|
70—108 |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
20 |
463 |
|
|
463 |
|
|
15ГС |
476 |
|
|
476 |
|
|
15ХМ |
740 |
|
|
796 |
|
12Х1МФ |
782 |
|
|
842 |
|
|
15Х1М1Ф |
1148 |
|
|
1 291 |
|
|
12Х2МФСР |
935 |
|
|
1 037 |
||
ЭИ756 |
2523 |
|
|
2 990 |
|
|
Х18Н12Т |
2648 |
|
|
3 041 |
|
|
* Стоимость мерных труб на 10% выше.
важную роль играет цена труб, поставляемых по М Р Т У 14-4-21-67 (Дополнение № 4 к Прейскуранту 01-04 «Оп товые цены на трубы стальные и чугунные», введены
21
с 1 января 1970 г.). По этому прейскуранту за основу взята стоимость труб из стали 20. Стоимость зависит от
толщины стенки и |
наружного диаметра . Д л я |
примера |
||||
в табл. 4 приведены |
цены |
1 г труб из сталей |
'всех |
марок |
||
в зависимости от диаметра при толщине стенки |
6 |
мм. |
||||
1-4. КОТЕЛЬНЫЕ СТАЛЬНЫЕ ЛИСТЫ |
|
|
|
|||
Область |
применения |
различных сталей |
устанавли |
|||
вается « П р а в и л а м и |
устройства и безопасной |
эксплуата |
||||
ции паровых |
и водогрейных котлов», утвержденных Гос- |
|||||
гортехнадзором С С С Р . Применение других материалов
или указанных в П р а в и л а х материалов для |
несоответст |
|
вующих условий не допускается. |
|
|
Д л я |
изготовления элементов паровых котлов, рабо |
|
тающих |
под давлением, применяют стальной |
лист. |
Стальные котельные листы применяют при изготов лении корпусов котлов низкого давления, барабанов и
днищ котлов низкого, |
среднего |
и высокого |
давления . |
|||||
Д л я |
изготовления |
элементов |
котлов |
с |
температурой |
|||
стенки |
до |
150°С, |
работающих |
под избыточным |
давле |
|||
нием до 6 кгс/см2 |
при |
толщине |
стенки до |
10 мм, |
можно |
|||
применять |
стальные |
листы из |
сталей |
Ст2кпЗ, |
СтЗкпЗ, |
|||
Ст2спЗ, ВСтЗкпЗ п ВСтЗпсЗ по ГОСТ 380-71. Сталь
ВСтЗсп5 можно |
применять при |
температуре стенки |
до |
||||
200 °С и 'Избыточном |
давлении до |
8 кгс/см2 при |
толщине |
||||
стенки до 12 |
мм. |
|
|
|
|
|
|
Д л я изготовления |
элементов |
котлов с более высоки |
|||||
ми параметрами |
пара применяют |
стальные |
листы |
по |
|||
ГОСТ 5520-69 и по специальным |
техническим |
условиям. |
|||||
Условия |
работы барабана весьма |
ответственны. В ба |
|||||
рабане происходит разделение пароводяной смеси, по ступающей из экранов и фестона на пар и воду. Б а р а баны используют в котлах низкого, среднего и высокого давления с естественной и многократной принудительной циркуляцией. Разрушение барабана — одна из наиболее серьезных аварий на тепловой электростанции. Поэтому соответствующим выбором материала для барабана, контролем качества в исходном состоянии и периодиче ским контролем во время ремонтов котла в процессе эксплуатации необходимо обеспечить его надежную ра боту.
В прямоточных котлах барабаны отсутствуют. Котлы на сверхкритические параметры выполняют только пря моточными, и поэтому в связи со строительством круп-
22
иых блоков Сверхкрнткческих параметров доля барабан ных котлов во вновь вводимых установках непрерывно снижается.
Котельные стальные листы для б а р а б а н о в получают прокаткой из слитков или из слябов, т. е. обжатых про
каткой |
слитков. Качество листов зависит от степени |
об |
ж а т и я , |
которая должна быть гге менее 20-кратноі"г. |
При |
этом литая структура разрушается, металл становится
более |
плотным, |
пузыри |
(в |
кипящей |
стали) заварива |
ются. |
|
|
|
|
|
іВ |
настоящее |
время |
все |
б а р а б а н ы |
изготовляют из |
стальных листов вальцовкой обечаек или штамповкой полуобечаек с последующей их сваркой продольными и кольцевыми швами. Продольные швы сваривают элек трошлаковой пли автоматической многослойной сваркой
под |
флюсом, кольцевые — преимущественно автоматиче |
ской |
многослойной сваркой. Д н и щ а штампуют и прива |
ривают автоматической сваркой под слоем флюса. По
этому стали |
для б а р а б а н о в |
д о л ж н ы хорошо |
свариваться |
и допускать |
пластическое |
деформирование |
в .процессе |
вальцовки и |
штамповки. |
|
|
Д л я изготовления б а р а б а н о в и корпусов |
котлов низ |
||
кого давления применяют весьма пластичные и техноло гичные малоуглеродистые стали. Д л я б а р а б а н о в котлов высокого давления используют легированные стали по вышенной прочности, что позволяет уменьшить толщину стенки.
Применение кипящей стали ограничено из-за того, что пузыри, заварившиеся при прокатке слитка этой ста ли, обусловливают меньшую прочность металла, так как по местам сварки пузырей в процессе штамповки или
вальцовки |
может |
произойти |
расслоение. |
Ликвация |
|||
в слитке кипящей стали может |
привести |
к трехслойно- |
|||||
сти листа: в средней части будет наблюдаться |
повышен |
||||||
ное |
содержание углерода, серы |
и - фосфора . |
|
|
|||
|
Почти весь котельный стальной лист поставляется из |
||||||
спокойной стали. Только для необогреваемых |
элементов |
||||||
паровых котлов с |
избыточным |
давлением |
до |
6 |
кгс/смг |
||
может быть использован лист из кипящей стали. |
|
||||||
|
Листы с толщиной от 4 до |
60 мм по |
ГОСТ |
5520-69 |
|||
из |
сталей |
15К и 20К могут применяться для |
изготовле |
||||
ния |
элементов паровых котлов |
с рабочей |
температурой |
||||
до 450°С без ограничения давления. Е щ е более толстые листы (до 160 мм) из сталей 22К, 16ГНМ или 16ГНМА
23
применяют также |
для изготовления |
элементов котлов |
с температурой до |
450°С и без ограничения давления . |
|
Если температура не превышает |
540°, то можно при |
|
менять листы из сталей 12ХМ по ЧМТУ 5759-57 и 12МХ
по ГОСТ 10500-63 при толщине листа до |
160 |
мм и без |
|
ограничения давления . |
|
|
|
Листы из стали 12Х1МФ по ГОСТ 10500-63 использу |
|||
ют при |
рабочих температурах до 565°С, |
а |
из сталей |
Х18Н10Т |
и Х18Н12Т — до 610 °С; давление |
не |
ограниче |
но. М а к с и м а л ь н а я толщина листа т а к ж е |
160 |
мм. |
|
1-5. СТАЛЬНОЕ ЛИТЬЕ
Корпуса арматуры, крышки, крутые колена трубо проводов, тройники и крестовины изготовляют из сталь
ного литья. |
|
|
|
Д л я |
получения бездефектных |
отливок |
необходимо, |
чтобы сталь о б л а д а л а высокими литейными |
свойствами: |
||
хорошей |
жндкотекучестыо и малой |
усадкой, |
и поэтому |
д о л ж н а содержать возможно больше углерода. Присое
динение отливок к трубам производится сваркой. |
Д л я |
|||
хорошей |
свариваемости содержание углерода |
не |
д о л ж |
|
но превышать 0,25 % - |
|
|
|
|
Литые элементы трубопроводов и арматуры, рабо |
||||
тающие при температуре не выше |
400 °С и давлении до |
|||
64 кгс/см2, |
могут быть изготовлены |
из сталей |
от 15Л до |
|
35Л по ГОСТ 977-65 (группа I I ) . Требования |
к этим от |
|||
ливкам изложены в § 1-1. Если отливки изготовлены из тех ж е сталей ГОСТ 977-65 по группе I I I , то рабочая температура может быть до 425 °С без ограничения дав
ления. |
|
|
|
|
Стальное литье для котлов и трубопроводов |
|
высоко |
||
го и сверхкритического давления поставляют по ТУ МТ Э |
||||
и ТМ 2-67, определяющим |
химический |
состав, |
техноло |
|
гию изготовления, механические свойства и |
методику |
|||
контроля отливок. По этим техническим условиям |
отлив |
|||
ки изготовляют из сталей |
марок 25Л, 20ГСЛ, |
20ХМЛ, |
||
2 0 Х М Ф Л и 15Х1М1ФЛ. М а к с и м а л ь н а я |
рабочая |
темпе |
||
р а т у р а — до 570 °С. Сталь |
дл я этих отливок д о л ж н а вы |
|||
плавляться только в электрических печах. Отливки из
сталей |
25Л и 20ГСЛ подвергают нормализации с отпу |
|||
ском, а |
из сталей 20ХМФЛ и |
15Х1М1ФЛ — гомогени |
||
зации, |
нормализации и |
отпуску. |
Механические |
свойства |
металла отливок в термически |
обработанном |
состоянии |
||
д о л ж н ы |
удовлетворять |
требованиям, приведенным в |
||
24