книги из ГПНТБ / Антикайн, П. А. Надежность металла паровых котлов и трубопроводов

Все кольцевые трещины типов И и I I I обнаружены только do стороны трубы п располагались по периметру шва преимущественно

Рис. 56. Схема расположения трещин в сварных трой­ никах.

а — т и п ы I, II и I I I ; б — тип I I ; в — тип I I I .

толщина стенки — 45—65 мм. Сварка осуществлялась электродами ЦЛ-27 и ЦЛ-20М. Трещины были обнаружены в соединениях как

фовали и полировали переносными кругами и травили 20%-ным вод­ ным раствором азотной кислоты.

В тройниковых соединениях трещины могут образоваться в про­ цессе изготовления на заводе под влиянием остаточных напряжений и снижения температуры или продолжительности отпуска, приводя­ щего к резкому охрупчиванию околошовной зоны из-за выпадения мелкодисперсных карбидов ванадия в теле зерна. Образованию тре­ щин способствуют высокая прочность и низкая деформационная спо­ собность металла труб, отливок и поковок, так как при высокой прочности мала сопротивляемость металла распространению трещи­ ны. В зоне появления трещин ранее изготовленных тройников име­ лись концентраторы напряжений технологического и конструктивного характера.

Если глубина трещин не превышает 5—8 'мм, то их вышлифовы­ вают до полного удаления. Если же трещины более глубоки, то тройниковые соединения заменяют новыми.

Пластичный металл с меньшей твердостью лучше сопротивляется образованию и распространению трещин. Твердость основного.мсталла и металла шва должна находиться в следующих пределах (На): 15Х1М1Ф, 20ХМФЛ и І5Х1М1ФЛ — 160—220; 12Х1МФ — 140—200.

111

сн ерошенный шланг, из которого вырывается струя воды под боль­ шим давлением. Паропровод повредил соединение металлоконструк­ ции, трубопроводы и кабельную линию. Под действием реактивной струи разрушение труб продолжалось как по кольцевым сварным швам, так н в продольном направлении с вырыаом и раскрытием

влист.

Лю б ы е перемычки между линиями высокого и сред­ него давления являются потенциальными носителями

аварий. Нежелательны д а ж е соединения д р е н а ж н ы х ли­ ний, так как при некоторых режимах работы котла за-

д р е н а ж н о й воды из липни высокого давления в паро­ провод среднего давления, іі^обходимо стремиться к со­ кращению до минимума связей между линиями высокого и среднего давления .

4-5. ПОВРЕЖДЕНИЯ АРМАТУРЫ

М е т а л л отливок обладает пониженной пластичностью и часто пониженной прочностью по сравнению с метал­

В отливках неизбежно возникает ликвационная неодно­ родность из-за того, что в первых кристаллах, выпавших кз жидкого металла, содержится несколько больше туго­ плавких компонентов, чем в металле, который закри­

На рис. 59 показаны поры в литом тройнике из стали 20ХМЛ станционного паросборного коллектора Ступинской ТЭЦ. Поры запол­ нены окислами; по границам пор металл обезуглерожен; здесь толь­ ко ферритные участки. Металл отливок имеет обычно повышенную загрязненность неметаллическими включениями (окислами, сульфи­ дами, частицами шлака и формы и др.). Это также обусловливает некоторое ухудшение механических свойств.

114

наиболее часто п о р а ж а е м ы е трещинами на корпусах, схе­ матически показаны на рис. 60,а.

са; она занимает приблизительно четверть периметра; была обнару­

плавными во избежание местной концентрации напря­ жений.

Если выборка, необходимая для полного устранения

Неудачная конструкция з а д в и ж к и или резкие нару­ шения в режиме эксплуатации могут привести к раз­ рушению литых деталей.

На рис. 60,s показан разрушившийся Б эксплуатации корпус за­ движки DylôO мм из паропровода острого пара блока сверхкритн-

испаряться, давление в полости поднялось и порвало корпус за­ движки.

Уплотнительные поверхности з а д в и ж е к наплавляют твердыми сплавами Ц Н 2 , Ц Н 6 и Ц Н 1 2 . Они обладают высокой эрозионной стойкостью и стойкостью против за­ дирания . Н о в процессе эксплуатации нередко на на­ плавках появляются трещины и д а ж е происходит выкра­ шивание их поверхности (рис. 60,г). Причины — наруше­ ние технологии наплавки на ВАЗ , слишком толстый слой наплавки и наличие термических ударов при эксплуа­ тации.

4-6. ПОВРЕЖДЕНИЯ КОТЕЛЬНЫХ БАРАБАНОВ И КАМЕР

В процессе контроля в эксплуатации барабанов па­ ровых котлов иногда о б н а р у ж и в а ю т дефекты, которые можно разделить на две группы; технологические и экс­ плуатационные.

117

При приварке к барабану после термической обра­ ботки деталей сепарации, опор п арматуры д л я крепле­ ния тепловой изоляции в эксплуатации возможно воз­

причинами являются: высокий уровень действующих на­

рийных), коррозия (особенно стояночная, возникающая при плохой консервации или при отсутствии ее) и низкая

резко ускоряться; в этом случае прогнозирование пе­

Повышения надежности барабанов в эксплуатации можно ожидать при очистке его внутренней поверхности от технологической окалины. Окалина представляет со­ бой хрупкую керамическую массу. Тонкие слои окислов д о л ж н ы лучше сопротивляться образованию трещин при резких колебаниях температуры, возможных в эксплуа­ тации.

барабанов, чаще всего около водоопускных труб. Тре­

р е ж е трещинами бывают поражены все трубные отвер­ стия.

Трещины могут быть различно ориентированы по от-

119

Ношению к осп б а р а б а н а : часто они охватывают зону максимальных растягивающих напряжений от внутрен­ него давления (располагаются преимущественно вдоль продольной осп б а р а б а н а ) , иногда они распределяются равномерно по всей окружности вокруг отверстия. Тре­ щины распространяются чаще всего на глубину 5—7 мм. Они заполнены окислами. Ширина трещин по глубине металла периодически изменяется: они становятся то

ция напряжений . На кромке отверстия по дачным иссле­ дований проф. В. Шоха ( Ф Р Г ) максимальное напряже ­ ние превышало расчетное среднее в 4 раза. Местные рас­ тягивающие напряжения могут существенно возрастать

однако были обнаружены трещины и на б а р а б а н а х из сталей 22К и 15М.

На рис. 61,0 представлены трещины около трубы ре­ циркуляции экономайзера в б а р а б а н е котла ТП-230. По­ верхность зачищена н а ж д а ч н ы м крутом. Они были об­ наружены при помощи магнитной порошковой дефекто­ скопии. Аналогичные трещины были около водоопуск- IIых труб.

Трещины тепловой усталости обнаруживают в местах ввода питательной воды, раствора фосфата и около во­ дяных штуцеров водоуказательных колонок.

ют металл около отверстии шлифовальными кругами и проводят внешний осмотр н магнитную порошковую де­ фектоскопию. При внешнем осмотре до шлифовки тре­ щины могут быть обнаружены по валику окислов, вы­ ступающему из них.

Одной из возможных причин образования трещин ^ около отверстий могут служить колебания температуры при пусках и остановах и вызываемые ими дополнитель­ ные тепловые напряжения . При нормальной эксплуата­ ции за срок службы котел растапливают 4 000—5 ООО раз. При этом возникают переменные н а п р я ж е н и я низкой ча­ стоты.

Чем выше уровень действующих напряжений, тем

120