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: 69

Скачиваний: 0

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

з в а н н ые натягом, постепенно снижаются, так

как

упру­

гая

деформация

переходит

в пластическую. Практически

ощутимая релаксация развивается

в

сталях

при тех

ж е

температурах, что п ползучесть.

 

 

 

 

 

 

 

 

Кривую снижения напряжений в процессе

 

релаксации

можно разделить на два участка, а процесс

 

релаксации

на два периода: первый, характеризующийся

 

резким

па­

дением н а п р я ж е н и я (/ на

рис. 10), и второй — замедлен ­

ным

( / / ) . В зависимости

от

уровня

напряжений

меха­

 

 

 

 

низм

пластической деформа ­

 

 

 

 

ции

в

процессе

 

релаксации

 

 

 

 

может

изменяться.

 

 

 

 

 

 

Из-за

снижения

напря ­

 

 

 

 

жений в шпильках уменьша­

 

 

 

 

ется

удельное

давление

на

 

 

 

 

прокладку

фланцевого

со­

 

 

 

 

единения

и

возникает

опас­

 

 

 

 

ность

нарушения

плотности.

 

Время

 

Чтобы

 

избежать

этого,

 

 

шпильки

после

определенно­

Рис. 10. Схема кривой релак­

 

го срока

работы

подтягива­

 

сации напряжений.

 

ют.

После

к а ж д о г о

после­

 

 

 

 

дующего

подтягивания

ре­

лаксационная

кривая идет

более

полого и

 

н а п р я ж е н и я

в шпильках снижаются не так быстро. Время до после­

дующего

подтягивания

может быть

значительно

боль­

шим, чем до предыдущего.

 

 

Чем

выше рабочая

температура,

тем ниже релакса­

ционная

стойкость стали. Колебания

температуры

резко

снижают релаксационную стойкость. Ее снижение зави­

сит от марки стали,

величины колебания

температуры

и продолжительности

цикла. При расчете

деталей, ра­

ботающих в условиях релаксации напряжений при из­ меняющихся температурах, следует ориентироваться на верхнюю температуру цикла.

Д л я

повышения релаксационной стойкости в сталь

вводят

молибден, ванадий и хром. Релаксацнонностойкие

стали содержат больше углерода, чем стали дл я труб,

поковок и

литья

(0,20—0,40%). Это

возможно,

так

как

крепежные

детали не подвергаются

сварке. Ж е л а т е л ь ­

но, чтобы материал крепежных деталей обладал

хоро­

шей обрабатываемостью при резании.

 

 

 

Р е л а к с а ц и я

напряжений

в эксплуатации

может

играть и положительную роль

с точки зрения

обеспече-

38

ння эксплуатационной надежности оборудования. Так, напряжения самокомпенсацпн, возникающие в паропро­ водах при нагревании, снижаются в процессе эксплуа­ тации.

2-3. НАБЛЮДЕНИЕ ЗА МЕТАЛЛОМ ТРУБОПРОВОДОВ

И ЭЛЕМЕНТОВ КОТЛОВ НА МОНТАЖЕ И В ЭКСПЛУАТАЦИИ

Д л я обеспечения надежной эксплуатации'наблюдение за металлом п сварными соединениями элементов паро­

вых

котлов

и трубопроводов необходимо

начинать

еще

на

монтаже

с контроля подготовки, сборки

и сварки мон­

т а ж н ы х блоков на укрупнителы-юй площадке и

непо­

средственно

в процессе

м о н т а ж а

котлов.

Это особенно

в а ж н о д л я

современных

мощных

паровых

котлов

блоч­

ных установок, включающих десятки тысяч труб и свар­ ных соединений. При неизменной технологии изготовле­ ния и монтажа надежность котла с увеличением мощно­ сти уменьшается, так как увеличивается число труб и

сварных соединений.

 

 

 

 

 

 

 

С увеличением мощности продолжительность просто­

ев

на ремонт т а к ж е

возрастает.

Поэтому при

переходе

на

следующую

ступень

мощности

необходимы

совершен­

ствование технологии

и более

тщательный

контроль.

 

Наблюдение

за

металлом

поверхностей

нагрева и

трубопроводов д о л ж н о начинаться с ознакомления с сер­

тификатами на трубы по данным

заводов-изготовителей,

что необходимо д л я установления

соответствия

материа­

ла

проекту и техническим условиям і ш г с т а н д а р т а м . Д а ­

лее

необходимо ознакомиться со

сварочными

монтаж­

ными формулярами, техническими условиями и техно­ логическими инструкциями на сварку и термическую об­

работку, а т а к ж е

заводскими чертежами . После этого

производится осмотр поставленных на монтаж

блоков.

Все обнаруженные

при осмотре отступления

д о л ж н ы

заноситься в монтажные формуляры . Разностенность и эллипсность прямых участков и гибов не д о л ж н ы пре­ вышать требований ГОСТ и технических условий.

Стопроцентному стплоскоппческому контролю в усло­ виях монтажа и эксплуатации подлежат элементы парового котла, паропроводы и паросборники турбин, работающие при температуре пара 450°С и выше; они

проходят стилоскопический

контроль на

наличие всех

легирующих элементов, которые д о л ж н ы

присутствовать

в соответствующей стали.

Стопроцентному стилоскопи-

39

ческому контролю подвергают т а к ж е все вспомогатель­ ные и временные паропроводы, работающие при тем­

пературе пара

450 °С и

выше. Контроль обязателен

так­

ж е в

случае замены деталей паропроводов и паросбор­

ников

при ремонте. Результаты стилоскопирования

на­

носят

на исполнительную схему паропровода, прилагае­

мую к его паспорту.

 

 

 

Паспортные

данные

по

паропроводам, паросборни­

кам и

коллекторам д о л ж н ы

включать сведения о спосо­

бах выплавки стали, нормах ее раскисления и режимах термической обработки труб и готовых изделий. В пас­

порте у к а з ы в а ю т режим термической обработки

сварных

соединении паропроводов, а

т а к ж е результаты

внешнего

осмотра, стилоскопирования

металла шва и

механиче­

ских испытаний. Сварные стыки д о л ж н ы быть подверг­ нуты ультразвуковому контролю, металлографическим и гидравлическим испытаниям. Процент контролируемых сварных стыков устанавливают в зависимости от тем­ пературы пара. Результаты всех видов контроля и испы­ таний заносят в паспорт паропровода .

Если отсутствуют сертификаты на отдельные детали котла или паропровода, то они могут быть либо отправ­ лены на завод-изготовитель для замены, либо подверг­ нуты комплексу испытаний, который подтвердил бы их

соответствие проекту и техническим условиям.

 

В процессе

эксплуатации

элементов паровых

котлов

и трубопроводов, работающих при температуре

выше

450°С,

происходят изменения

структуры

и свойств ме­

т а л л а .

Р а з м е р ы

элементов из-за процесса

ползучести и

коррозии не остаются постоянными. В сварных соеди­ нениях, крепежных деталях и б а р а б а н а х в ряде случаев наблюдается образование трещин, которые могут разви­ ваться и привести к разрушению . Поэтому д л я повыше­ ния эксплуатационной надежности в процессе эксплуа­ тации за состоянием металла энергооборудования осу­ ществляется систематический контроль, объем которого определяется «Инструкцией по наблюдению и контролю за металлом трубопроводов и котлов» и эксплуатацион­ ными циркулярами .

Рассмотрим сначала, какие изменения структуры и свойств происходят при эксплуатации в перлитных ста­ лях. Структура этих сталей до эксплуатации состоит из феррита и перлита. Феррит — твердый раствор углерода и легирующих элементов в железе . Перлит — механиче-

40

з а но изменение содержания молибдена в карбидах ста­ лей 12МХ и 15ХМ в процессе эксплуатации. При пере­ ходе легирующих элементов в карбиды феррит разупрочняется. Наличие хрома в стали затрудняет миграцию молибдена из твердого раствора в карбиды .

Переход молибдена туры стали в процессе нению механических свойств при рабочих температурах . На рис. 13,//,а показана зави­ симость временного со­ противления стали 15ХМ при температуре 510 °С от содержания молибдена в карбидах,

а на рис. 13, II,б—

аналогичная зависи­ мость для стали 12МХ. Механические свойства при комнатной темпе­ ратуре изменяются не­ значительно. Наиболь ­ шие изменения претер­ певает у д а р н а я вяз­ кость.

лГ/ммг

в карбиды и изменение струк­ эксплуатации приводят к изме­

'

vàs-s SO]—

 

Время

 

эксплуатации,

тыс. ч

 

и

 

 

Y//.

-ѵ/ -

'уУА

 

 

 

У/,

 

0 ,W,

'//£

о

 

 

 

 

 

 

§4,

M w

 

 

 

 

 

 

 

30

 

50

70

90

110

 

Время

эксплуатации,

тыс. ѵ

 

J)

Д

лГ/мм2

 

щ

Щ

 

 

щ

О

 

 

20

-

щ шО

20

 

 

щ

У//у

 

 

 

 

20

W

60

20

 

W

ВО

О

О

 

 

Содержание молибдена

Содержание

молибдена

 

В карбидах,

%

в

карбидах,

%

 

 

а)

 

 

 

ю

 

 

Рис. 13. Влияние эксплуатации при 500—510 °С на содержание мо­ либдена щ карбидах и свойства стали (данные К'рптасовоп Е. И.

УралВТИ).

/• — изменение

содержания

молибдена в карбидном осадке стали 15XM

(о) и

стали 12МХ (б)

в зависимости от срока эксплуатации;

/ / — изменение времен­

ного сопротивления стали

15ХМ (о) и стали 12МХ (б)

в зависимости от

содер­

 

жания молибдена в карбидах .

 

 

43

Смотрите также файлы