МЕТАЛЛ ПАРОВОГО КОТЛА

ПОВРЕЖДЕНИЯ ПАРОПЕРЕГРЕВАТЕЛЕЙ

Змеевики пароперегревателя омываются изнутри па­ром, который хуже, чем вода, отводит тепло от. металла и который нагрет до более высокой температуры по сравнению с водой и пароводяной смесью, омывающем другие поверхности нагрева. Поэтому в нормальным условиях работы наиболее высокий нагрев металла про! исходит в пароперегревателе котла. Наибольшее количе-1 ство повреждений возникает в последней по ходу пара! части пароперегревателя, т. е. там, где как пар, так и 52

Трубы нагреты до наиболее высокой температуры Эти повреждения могут быть вызваны различными причи­нами, из которых рассмотрим лишь следующие:

1. Наибольшее .количество повреждений возникает по причине того, что пар в одних трубах нагревается зна­чительно больше, чем в других. Средняя температура выходящего 'из котла пере­гретого <па. ра может быть в п ол«е удовлетвОр ительно й, но в нескольких трубах температура может иметь недопустимо высокое значе­ние (рис. 38).

Чрезмерное повышение температуры стенок труб приводит к уменьшению прочности стали и увеличе­нию скорости. ползучести. Кроме того, чрезмерный на­грев стали может повлечь за собой изменение струк­туры; например в перлитной стали возникает описанная в гл. 2 сферой, дизация це­ментита.

2. В еще более сложных условиях работают трубы п а р о п ер егр ев ате л я, наготов - ленные из аустенитной стали. Коэффициент линейного расширения этой стали на де­сятки процентов больше, чем у перлитной стали, а коэф­фициент ее теплопроводности примерно вдвое меньше. Вследствие этого в трубах, изготовленных из аустенит­ной стали, при быстром изменении температуры возни­кает гораздо большая разница между расширением или сжатием наружной и внутренней поверхности, появляют­ся более высокие напряжения в металле и легче могут образоваться трещины.

Приведем следующий пример.

ПОВРЕЖДЕНИЯ ПАРОПЕРЕГРЕВАТЕЛЕЙ

/ут'1

Рис. 38. Различный перегрев пара в змеевиках пароперегре­вателя при неравномерном го­рении топлиза в топке.

Поливание пластины из аустенитной стали попеременно горя­чей и холодной водой приводило ее к полному разрушению уже после 100 теплосмен, в то время как обычная углеродистая или хромомолибденовая сталь свободно выдерживает гораздо большее Число таких же быстрых изменений температуры.

При наличии деталей, изготовленные из аустенитной стали, нужно значительно медленнее производить ра­стопку котла, а также прогрев паропроводов и турбин. Более медленным должно быть и остывание котла после прекращения работы. Особо опасна перепитка котла во­дой, іпри которой температура перегретого пара резко снижается. Образованию трещин способствует наличие

В трубах механических напряжений, остающихся после их гиба в холодном состоянии, а также при их жестком креплении, за­щемлении и пр. Первые трещины обычно возни­кают в местах защемле­ния или на гибах труб.

Рассматривая под ми­кроскопом место контакт­ной сварки труб, изготов­ленных :из аустенитной стали, можно видеть, что в зоне сварного шва структура металла изме­няется значительно мень­ше, чем у труб из перлит­ной стали. Однако при сварке аустенитной стали необходимо учитывать многочисленные трудно­сти и специфические осо­бенности, из которых упо­мянем лишь одну.

Большое и не всегда равномерное сжатие аустенит­ной стали при охлаждении приводит к тому, что в ме­талле сварных стыков при остывании появляются зна­чительные напряжения, более высокие, чем при сварке труб из перлитной стали (рис. 39). Уменьшение этих напряжений может быть достигнуто тщательным соблю­дением технологии сварки труб.

ПОВРЕЖДЕНИЯ ПАРОПЕРЕГРЕВАТЕЛЕЙ

Рис. 39. Распределениг тангенци­альных напряжений вблизи свар­ного стыка у трубы, изготовлен­ной из аустенитной стали мар­ки 1Х18Ш2Т.

А — в сварном шве; б — г — на расстоя­ниях 30, f)0 и 200 мм от шва.

При чрезмерном повышении температуры аустенит­ной стали возможны изменения ее структуры, а также разрушение 'металла в результате коррозии. 54

У котлов паропроизводительностью ПО т/ч при 128 ат пар перегревался в пароперегревателе дважды, сперва—при полном явлении и вторично — при давлении 40 ат. Вторичный паропере­греватель был размещен на одной из стен топочной камеры и со­стоял из двух параллельно включенных пакетов труб диаметром 47,5X5 мм (рис. 40,а). В этих трубах пар перегревался до 430°С. однако их нижняя часть была расположена в зоне ядра факела

ПОВРЕЖДЕНИЯ ПАРОПЕРЕГРЕВАТЕЛЕЙ

Рис. 4U. Условия работы радиационного вторичного пароперегрева­теля котла паропроизводительностью 110 m/ч при 128 ат.

А■ расположение вторичного пароперегревателя на боковой стене топочной іч. ічерьі; б— изменение с течением времени температуры стенки трубы; 1 — тем­пература стороны трубы, обращенной в топку; 2— температура стороны трубы, обращенной к обмуровке.

Топке н омывалась паром при давлении 40 ат, который охлаждал металл гораздо хуже, чем пароводяная смесь в экранных трубах. Поэтому температура металла труб на стороне, обращенной в топ­ку. иногда превышала 650'' С (рис. 40.6).

Трубы вторичного пароперегревателя были изготовлены из жаропрочной сихромалевой сталиПосле нескольких лет работы их нижняя, наиболее обогреваемая часть пришла в негодность и была заменена трубами из аустеннтной стали марки 1Х18Н9Т. Тре­щины в аустенитной стали начали появляться после 3—4 лет экс­плуатации и объяснялись различными причинами

Одной из причин являлось то, что места прохода через обму­ровку нижних концов труб постепенно забивались летучей золой. Это препятствовало свободному расширению мало изогнутых труб при растопке котла. Кроме того, отдельные трубы нагревались и расширялись неодинаково, а их концы были жестко присоединены

Рис. 41. Изменение структуры аустенитной стали у трубы радиа­ционного пароперегревателя вторичного пара, изображенного на

Рис. 40.

А — на стороне трубы, обращенной к обмуровке; б — на стороне трубы, обра­щенной в топку.

К общим коллекторам. Поэтому в трубах возникали большие меха­нические напряжения

Другая причина состояла в изменении структуры аустенитной стали при высоком нагреве напряженных труб и снижении их ме­ханической прочности. Об этом говорило то, что в образцах метал­ла, взятых в непосредственной близости от трещин, были обнару­жены темные вкрапления (рис. 41).

МЕТАЛЛ ПАРОВОГО КОТЛА

МАРКИРОВКА ЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ

В СССР условные обозначения характеризуют при­мерный состав сталей. Эти обозначения состоят из букв и цифр. Каждая буква указывает на наличие в стали какого-либо легирующего елемента. Цифры, стоящие до первой буквы, указывают на содержание углерода в со­тых долях процента, а цифры, поставленные за буквой, характеризуют содержание легирующего элемента в це­лых процентах. Если какой-нибудь элемент содержится в количестве, меньшем или близком к 1%, то цифра за его обозначением отсутствует. Условные обозначения элементов, входящих в сталь, следующие: Б — и юб ш; В — вольфрам; Г — марганец; Д — медь; К — кобальт; М— молибден; Н — никель; П — фэсфор; Р — бор; С — кремний; Т — гитан; Ф — ванадий; X —'хром; Ц — цирконий; tO— алюминий.

ВЛИЯНИЕ ЧРЕЗМЕРНОГО НАПРЯЖЕНИЯ В МЕТАЛЛЕ

Имеется много примеров повреждения барабанов и коллекторов в результате чрезмерно большого напряже­ния в металле Это напряжение может быть вызвано действием внешних механических сил, неравномерным нагреванием или охлаждением. Опасными являются да­же весьма малые трещины, около которых возникает концентрация напряжений и которые в дальнейшем по­степенно увеличиваются. Рост втих трещин под дей­ствием коррозии может продолжаться и после устране­ния вызвавшей их причины.

ПОЛЗУЧЕСТЬ СТАЛИ

Большинство стальных элементов паровых котлов несет ту или иную нагрузку и, кроме того, работает при высокой температуре. С повышением температуры проч­ность стали снижается вследствие возникновения раз­личных разуїпрочняющих процессов. Изменение проч­ности стали с повышением температуры наглядно пока­зано на рис. 12. Но действие высокого нагрева не ограничивается уменьшением механической прочности стали.

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел. +38 05235 7 41 13 Завод
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 067 561 22 71 — гл. менеджер (продажи всего оборудования)
+38 067 2650755 - продажа всего оборудования
+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи всего оборудования
e-mail: msd@inbox.ru
msd@msd.com.ua
Скайп: msd-alexandriya

Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Представительство МСД в Киеве: 044 228 67 86
Дистрибьютор в Турции
и странам Закавказья
линий по производству ПСВ,
термоблоков и легких бетонов
ооо "Компания Интер Кор" Тбилиси
+995 32 230 87 83
Теймураз Микадзе
+90 536 322 1424 Турция
info@intercor.co
+995(570) 10 87 83

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.