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: 66

Скачиваний: 0

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

табл. 5, причем для углеродистых сталей должно быть выдержано условие сто.г/ов^ОД а для легированных — сго.з/ов^О,?.

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица

5

Механические

свойства

при

20 "С отливок для

 

котлов

и трубопроводов высокого

и

сверхкритического

 

 

 

давления

 

(не

менее)

 

 

Марка стали

"О.2.

 

5», %

Ф. %

а

кес/мм*

кгс/мм1

к »

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

кгс-м/см'

 

 

25Л

24

45

 

19

 

30

4

124—151

20ГСЛ

30

55

 

18

 

30

3

 

20ХМФЛ

32*

50

 

15

 

30

3

159—223

15Х1М1ФЛ

35*

50

 

15

 

30

3

159—223

*Но не более 55 кгс/мм''.

Отливки после очистки подвергают наружному осмотру. На вну­ тренней и наружной поверхностях отливок не должно быть трещин, спаев, ужтшов, плен, газовых или шлаковых раковин, пористости и механических повреждении.

Дефекты, влияющие на прочность отливок и их товарный вид, должны быть выбраны механическим способом и заварены электро­ сваркой. Для ремонта отливок из стали 25Л могут применяться элек­ троды типов Э42, Э42А и Э46, для отливок из стали 20ГСЛ—Э50А и для отливок из сталей 20ХМФЛ и 15Х1М1ФЛ—типа Э-ХМФ по ГОСТ 9467-60. Заваренные места очищают от шлака и брызг. После заварки дефектов отливки должны быть термически обработаны. Мелкие раковины, не выводящие отливку за пределы допусков, могут быть оставлены. Отливки, имеющие пористость, не поддающуюся вы­ рубке, бракуют.

На местах отливок, подлежащих механической обработке, допу­ скаются без исправления дефекты, не превышающие по глубине 2/3 припуска на механическую обработку. После окончательной ме­ ханической обработки места разъема земляных форм и резкие пере­ ходы (например, от конуса к шару, от цилиндра к фланцам) зашли­ фовывают переносными наждачными кругами и травят 10%-пым водным раствором азотной кислоты (иногда вместо травления при­ меняют ультразвуковую дефектоскопию), так как в этих местах мо­ гут возникать усадочные трещины. Затем отливки подвергают ги­ дравлическому испытанию на прочность и плотность давлением, зна­ чительно превышающим рабочее. Обнаруженные при одном из видов контроля или испытания дефекты могут быть устранены описанным выше способом.

Патрубки, при помощи которых корпуса арматуры, тройники и литые колена вваривают в трубопроводы, подвергают просвечиванию рентгеновскими нлн гамма-лучами на длине не менее 60 мм.

Для определения механических свойстз и химического состава мелких и средних отливок от каждой плавки льют пробные бруски. Они проходят термическую обработку вместе с отливками. От отли-

25


вок массоіі более 150 кг после термшескоп обработки отрезают спе­ циально предусматриваемые приливы и из них изготовляют образцы.

Литье обладает пониженной пластичностью по сравнению с про­ катом. Для стального литья допускаемые напряжения по «Нормам

расчета

па

прочность элементов паровых

котлов» принимают рав­

ным 0,7 от

допускаемых 'Напряжении для

аналогичных прокатанных

сталей. При наличии у завода-изготовителя

доказательств

высокого

качества

стального литья, подтвержденного

результатами

контроля

металла каждой отливки, разрешается принимать допускаемые на­

пряжения

равными 0,8 от допускаемых

напряжений

по нормам для

проката из аналогичной марки стали.

 

 

 

 

 

Каждая отливка должна иметь

сертификат

завода-изготовителя

с указанием «омера іплавки, марки стали, номера нормали

или черте­

жа, химического состава,

механических

свойств,

пробного

давления.

 

1-6. СТАЛИ ДЛЯ КРЕПЕЖНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

 

 

АРМАТУРЫ И ТРУБОПРОВОДОВ

 

 

Д л я

изготовления

болтов

и

шпилек

на

избыточное

давление до 16 кгс/см2

и температуру до 350°С

и дл я

гаек на

избыточное давление

до

25 кгс/см2

и темпера­

туру до 350°С применяют стали

ВСтЗсп5 и ВСт4спЗ по

ГОСТ 380-71. Углеродистые

стали 20 и 25 по

ГОСТ

1050-60 * могут использоваться

для изготовления

шпилек

и болтов, работающих при температуре до 400°С и дав ­

лении

до 16 кгс/см2;

стали 30, 35 и 40 по тому

ж е

Г О С Т

1050-60* — при давлении до 100 кгс/см2

и темпе­

ратуре

до 425°С . При

более высоких

температурах

и

давлениях д о л ж н ы применяться легированные

стали.

В частности, при температуре до 450°С без ограни­

чения

давления могут

использоваться

шпильки

и болты

из сталей ЗОХМ, ЗОХМА и 35ХМА по ГОСТ 4643-61*; эти ж е стали могут применяться для изготовления гаек, работающих при температуре до 510°С. Условия рабо­ ты гайки несколько легче условий работы шпильки, так как н а п р я ж е н и я в ней меньше.

Д л я изготовления крепежных деталей арматуры и трубопроводов, работающих на паре высокого, сверх­

высокого и

сверхкритического

давления,

согласно

ОСТ 24.020.04

применяют стали,

приведенные

в табл . 6.

В тех случаях, когда указано одно число, характеризую ­

щее показатель механической

прочности, — это

мини­

мально допустимая величина;

когда два — интервал.

М а т е р и а л крепежных деталей — гаек, шпилек,

болтов

и хомутов, работающих при высокой температуре, дол­ жен обладать высоким пределом текучести, хорошо со­ противляться релаксации напряжений, о б л а д а т ь малой чувствительностью к концентрации напряжений, большой 26


Таблица 6

Нормы механических свойств и максимальная температура эксплуатации шпилек и болтов

 

Рекомендуе­

 

 

 

 

 

 

 

Марка стали

мая

макси­

°0,2'

а в .

К %

а ц , кгс-м/см1

 

 

мальная тем­

Г О С Т или Т У

 

кгс/млР

 

 

 

пература, °С

 

 

 

 

 

 

 

20

 

400

ГОСТ

1050-60*

25

 

400

 

 

 

 

ГОСТ

1050-60*

 

 

 

 

 

 

 

 

30

425

 

 

 

 

 

 

35

425

28

54

20

40

4,5

156—187

40

425

30

56

18

40

4,0

163—196

40Х(35Х)

425

60—75

75

14

45

6,0

235—277

ЗОХМА

450

65—80

80

13

42

6,0

229—286

35ХМ

450

65—80

80

13

42

6,0

229—286

25X1 іѴІФ

510

68—80

83 '

16

50

6,0

241—277

25Х2МІФ(ЭИ723)

540

68—80

83

12

50

5,0

241—277

20Х1М1Ф1ТР(ЭП!82)

580

68—80

83

15

50

6,0

241—277

20ХМФБР(ЭП44)

580

68—80

83

14

50

6,0

241—277

2Х12ВМБФР(ЭИ993)

565

60—80

83

15

45

6,0

241—286

ХН35ВТ(ЭИ6І2)

650

32

60

30

40

6,0

207

ГОСТ 1050-60* ГОСТ 1050-60*

ГОСТ 1050-60* ГОСТ 4543-61*

ГОСТ 4543-61* ГОСТ 4543-61*

ГОСТ 10500-63

ГОСТ 10500-63

ЧМТУ 1-812-69 ЧМТУ 1-812-69

ГОСТ 5632-61* ЧМТУ 1-812-69 ГОСТ 5632-61*

р и м е ч a н и е. Твердость указана для болтов, шпилек, прэбок и хомутов; для гаек она несколь кониже.


 

ß ряде случаев отмечались обрывы шпилек, приводящие к ава*

риям,— обрывы

шпилек из

стали ЭИ723, крепящих крышку «корпу­

сам

задвижек

иа

главных

паропроводах блоков с параметрами пара

НО

кгс/см- и

565 "С. Причина этих аварий — высокая чувствитель­

ность стали к концентрации напряжений в нарезанной части шпильки, отсутствие проточки на средней не нарезанной части шпильки до

размера внутреннего диаметра резьбы, вворачивание

шпилек

до

упо­

ра

сбегом резьбы в гнездо (работа шпильки

с перекесом) и

отсутст­

вие

контроля затяжки крепежа (затяжка

шпилек

с помощью

ку­

валды) .

Для предупреждения аварий проводят контроль шпилек ультра­ звуковой, магпитопорошковой или цветной дефектоскопией. Приме­ нение стали ЭИ723 на параметры пара с температурой 565 °С пре­ кращено. По однородности свойств, чувствительности к надрезу и ресурсу пластичности сталь ЭИ723 существенно уступает стали ЭП182.

П р у ж и н ы подвесок паропроводов изготовляют из сталей 60С2 и 50ХФА, а пружины, работающие в среде

пара, — из стали 4X13. Из

стали 4X13 изготовляют так­

ж е

пружины импульсных предохранительных клапанов .

 

На работоспособность пружин, особенно в случае

вибраций и знакопеременных нагрузок,

большое

влия­

ние

оказывает состояние

поверхности.

Всякие неровно­

сти

на поверхности играют роль концентраторов

напря­

жения, сильно снижающих предел усталости пружин из

малопластичных

материалов .

И а проволоке,

прутках и

ленте

не

допускаются плены,

волосовины,

расслоения,

закаты

и

другие

дефекты, поэтому проволоку для пру­

жин шлифуют.

ГЛ А В А В Т О Р А Я

ОСОБЕННОСТИ П О В Е Д Е Н И Я СТАЛЕЙ ПРИ ВЫСОКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ

2-1. ВЛИЯНИЕ ВЫСОКИХ ТЕМПЕРАТУР НА МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СТАЛЕЙ

Механические свойства сталей зависят от темпера­ туры. На рис. 3 показано изменение предела прочности, предела текучести, относительного удлинения, попереч­ ного сужения и ударной вязкости стали 20 в зависимости от температуры испытания.

В интервале температур так называемой синелом­ кости (200—300 °С) повышается прочность и несколько снижается пластичность стали. Поэтому в этом интер­ вале температур — интервале синеломкости — следует

29