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

Таблица 2

Механические свойства и химический состав" котельных листов

там установлены в зависимости от предела прочности; чем он мень­ ше, тем выше должна быть пластичность.

В сталях для котельных листов по ГОСТ 5520-69 для обеспече­ ния хорошей свариваемости содержание хрома, никеля и меди огра­

ческих включений. Допускаются отдельные волосовины длиной не более 15 мм.

Поверхность листов не должна иметь трещин, плен, закатов, пу­ зырен, вкатанной окалины и неметаллических включений. Местные

10

незначительные дефекты (шероховатость or отпавшей окалины, ря­ бизна, вмятины и риски) не должны превышать но глубине половины допуска .на толщину листа н не должны выводить его за пределы минимального допускаемого размера. Заварка и заделка дефектоз не допускаются.

Листы толщнноіі от 70 до 160 мм из углеродистой стали марки 22К для сварных котельных б а р а б а н о в вы­ сокого давления поставляют по специальным техниче­ ским условиям.

Д л я проверки листов на способность к пластической деформации проводят испытания на загиб (диаметр оп­ равки составляет три толщины листа; требуемый угол

лостроеі-ши наибольшее распространение получила сталь 20, применяемая для труб и листов.

Д л я обозначения марок стали группы I I после чисел, указывающих среднее содержание углерода, ставят бук­ ву Г, например сталь 20Г. П о группе I I поставляют стали марок 15Г, 20Г, 25Г, Э0Г, 35Г, 40Г, 45Г, 50Г, 60Г, 65Г, 70Г. При одинаковом содержании углерода стали с повышен­ ным содержанием марганца отличаются от сталей груп­ пы I повышенной прочностью. Стали 15Г, 20Г и 25Г хо­ рошо свариваются.

Фасонное стальное литье из углеродистой стали по­ ставляется по ГОСТ 977-65. Маркировка по этому стан­ дарту аналогична маркировке качественных сталей. Чис-

11

Литая углеродистая сталь для отливок обыкновенного и повы­ шенного качества может выплавляться в мартеновских печах и кон­ верторах. Сталь для отливок особого качества выплавляется в мар­ теновских н электрических печах.

Содержание хрома, никеля и меди в стали всех трех групп не должно превышать 0,3% каждого элемента. Содержание хрома, никеля и меди выше этого іпредела не является браковочным признаком, если содержание этих элементов ме было оговорено в заказе.

Все отливки должны подвергаться нормализации или отжигу.

ческие нагрузки при высоких температурах без разру­

ру рекристаллизации, входит в состав карбидов, спо­ собствует снижению склонности стали к тепловой хруп­ кости.

12

Хром в количестве 0,5—2,5% входит в низколегиро­ ванные котельные стали для повышения устойчивости карбидов (против графитизации) >и дл я повышения жа ­ ростойкости, в количестве 1—2% повышает жаропроч ­ ность, увеличивает прокаливаемость, что в а ж н о для кре­ пежных сталей, которые не сваривают. В котельных ж е сталях повышенная прокаливаемость из-за добавки хро­ ма способствует образованию трещин в сварных швах. Сварка хромистых сталей в р я д е случаев требует пред­ варительного и сопутствующего подогревов, а т а к ж е по­ следующей термической обработки дл я получения ста­

с о д е р ж а щ и е более 12—13%: хрома, относятся к нержа ­ веющим.

Никель в количестве не менее 9% вводят в жаропроч ­ ные стали дл я получения аустеннтной структуры. Обыч­ но вместе с никелем вводят хром. Никель — дорогой и де­ фицитный легирующий элемент. Д л я стабилизации структуры и снижения склонности к межкри'сталлитной коррозии в аустенитные стали вводят титан и ниобий, которые связывают практически весь углерод в туго­ плавкие карбиды . Избыточное содержание титана и нио­ бия 'Приводит к образованию йнтерметаллических сое­ динений и, как следствие, к охрупчиваншо стали. В пер­ литную сталь для б а р а б а н о в паровых котлов вводят никель в количестве около 1% для повышения предела текучести.

Ванадий способствует повышению прочности в услови­ ях длительной эксплуатации при высоких температурах, измельчает зерно стали и образует устойчивые мелко­ дисперсные карбиды, повышающие жаропрочность. При ­ садка ванадия более 0,2—0,4% снижает жаростойкость.

д л я повышения прочности при высоких температурах, но присадка бора ухудшает свариваемость сталей.

13

В Советском Союзе для маркировки легированных сталей принята буквенно-цифровая система. К а ж д ы й ле­ гирующий элемент обозначается прописной русской бук­ вой:

Легирующий элемент обычно обозначают первой бук­ вой его названия, но это не всегда соблюдается.

Например, молибден, марганец и медь начинаются на букву М. Поэтому буквой M обозначают молибден, а два остальных элемента — буквами, входящими в их назва­ ния и не 'используемыми для обозначения других метал­

в стали содержится менее 1% легирующего элемента, то цифра не ставится. При содержании легирующего эле­

В м а р к а х высоколегированных сталей, если нижний пре­ дел содержания углерода не ограничен при верхнем пре­ деле 0,09% и более, цифра перед маркой не ставится.

Так, перлитная сталь для пароперегревателей и паропроводов, содержащая 0,12% углерода, 1,1% хрома, 0,3% молибдена и 0,2% ванадия, обозначается І2ХІМФ. Аустеннтнэя сталь Х18Н12Т содер­ жит до 0,09% углерода, 18% хрома, 12% никеля и менее 1% титана. Сталь 0Х18Н12Т содержит углерода менее 0,08%.

Кроме стандартной маркировки легированных сталей, распро­ странена маркировка завода «Электросталь». Опытные и нестаидартизованпые стали маркируют буквами ЭИ и ЭП (электросталь иссле­ довательской или поисковой плавки) и порядковым номером. Напри­ мер, сталь Х14Н14В2М маркируется ЭИ257.

Существует несколько методов классификации леги­ рованных сталей. Остановимся на классификации по со­ д е р ж а н и ю легирующих элементов и по микроструктуре.

14

В зависимости от содержания легирующих элементов легированные стали делят на три группы:

н п з к о л е г и р о в а н н ы е — с о д е р ж а щ и е менее 2,5% легирующих добавок;

с р е д н е л е г и р о в а н н ы е — от 2,5 до 10 % ; в ы с о к о л е г и р о в а н н ы е — более 10%.

Классификация легированных сталей по микрострук­ туре несколько условна. Характерные дл я какого-либо класса структуры получаются в результате различных режимов термической обработки. Стали ферритного, пер­ литного и мартеновского классов названы по микро­ структурам, получаемым при охлаждении на воздухе (нормализации) . Стали аустенитного класса имеют

Структура сталей этого класса после нормализации или отжига состоит из феррита и перлита или перлита и кар­ бидов. Такие стали содержат м а л о легирующих приме­ сей, относятся к низко- и среднелегированным сталям, обладают хорошей обрабатываемостью режущим инст­ рументом. Многие стали перлитного класса, с о д е р ж а щ и е 0,15—0,20%: С, хорошо свариваются . Легированные ста­ ли перлитного класса в настоящее время широко при­ меняют для изготовления барабанов, пароперегревате­ лей, паропроводов, роторов турбин, крепежных деталей фланцевых соединений, деталей арматуры на высокие

аустенитнуіо структуру после нормализации и содержат много никеля или марганца . В теплотехнике их приме­

15

1-3. ТРУБЫ ДЛЯ ПОВЕРХНОСТЕЙ НАГРЕВА, КАМЕР И ТРУБОПРОВОДОВ

О б л а с ть применения труб, стальных листов, отлизок и поковок определяется «Правилами устройства и без­ опасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов», которые обязательны дл я всех министерств и ведомств.

Металл труб удовлетворяет требованиям ГОСТ 1050-60*

Гарантированные механические свойства металла труб (по продольным образцам), не менее

Завод - поставщик труб гарантирует, что трубы вы­ д е р ж и в а ю т гидравлические испытания при давлении, определяемом по формуле

16

Труба считается выдержавшей гидравлическое испы­ тание, если не было течи или потения.

Трубы с наружным диаметром не менее 22 мм испы­ тывают на сплющивание согласно ГОСТ 8695-58. Эта проба позволяет проверить, достаточна ли в процессе гибки способность труб к пластической деформации . Ис­ пытание заключается в сплющивании конца трубы или ее отрезка между параллельными плоскостями до задан ­ ного расстояния H

пендикулярно оси не менее чем на 0,8 наружного диаме ­ тра. Испытание производят при комнатной температуре. Образец считается выдержавшим испытания, если на нем после испытания не обнаружены трещины или над­ рывы.

Завод-изготовитель гарантирует определенный уро­ вень длительной прочности металла труб. Однако испы­ тания на длительную прочность на заводе-изготовителе he производятся. Гарантированный уровень жаропрочно ­ сти должен обеспечиваться стабильностью металлурги­

леродистой, низко- и среднелегированной стали с толщи­ ной стенки до 13 мм составляет до 9 м, а труб с боль­ шей толщиной стенки — от 7 до 9 м з зависимости от диаметра и толщины стенки. Мерная длина аналогичных

18

горячекатаных труб из высоколегированных сталеіі со­

скопии неіразрушагощимп методами. С наружной и вну­

осмотр и дефектоскопический контроль с помощью токовихревых дефектоскопов па трубопрокатном заводе. Д л я обеспечения максимальной эксплуатационной надежно ­ сти, учитывая высокую стоимость потерь от вынужден­ ных остановов, трубы дл я мощных энергетических бло­ ков .проходят повторный дефектоскопический контроль ультразвуковым методом, внешний осмотр и стнлоскогщрование на котлостроительном заводе.

М е т а л л труб для котлов высокого и сверхкритнческого давления подвергается контролю микроструктуры на продольных образцах по всей толщине стенки. При

проходят контроль на величину зерна. Сталь с меньшим