МЕТАЛЛ ПАРОВОГО КОТЛА

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.

Котел паропроизводительностью 150 т/ч, на 32 ат был введен в эксплуатацию зимой. После очередной остановки котла произош­ло замерзание котловой воды в нижних экранных камерах. Под коглом появилась течь воды из-под обшивки. После удаления обшивки обнаружили трещину между двумя трубными отверстия­ми в нижнем коллекторе правого бокового экрана, относящегося к соленому отсеку ступенчатого испарения. Металл вокруг трещины вырубили и наплавили электросваркой. Других неплотностей в эк­ранных камерах при гидравлическом испытании обнаружено не было.

Впоследствии при .ремонте котла у нижних камер экранов со­леных отсеков обнаружили. следы солей от просачивания котловой воды через несколько неплотных вальцовочных соединений. Ока­залось, что развальцованные концы труб не были. повреждены, но в «мостиках» между трубными отверстиями в стенках коллекторов имеются трещины (рис. 53). Поврежденные коллекторы пришлось заменить новыми

Было очевидно, что трещины появились в результате замерза­ния воды в коллекторах. Закономерным являлось также появление трещин в «мостиках» между трубными отверстиями, где металл испытывает наибольшие напряжения.

Характерным было .не только отсутствие повреждении у экран-

ВЛИЯНИЕ ЧРЕЗМЕРНОГО НАПРЯЖЕНИЯ В МЕТАЛЛЕ

Рис. 53. Трещииы в «мостиках» между трубными отверстиями

Нижних экранных коллекторов " направление трещин между трубными отверстиями' б — предполагаемая зона замерзания воды.

Ных Труб, но и то, что все (кроме одного) поврежденные участки коллекторов расположены между горизонтальным трубным отвер стием и наклонным отверстием, находившимся справа от горизон­тального. Последнее можно объяснить следующим образом. Зимой при остановках топочная камера котла не охлаждалась до минусо­вой температуры, поэтому вода в экранных трубах, расположенных внутри топки, оставалась относительно теплой. Еще медленнее она охлаждалась в барабане котла. Вследствие этого в экранных трубах возникало непрерывное движение воды, препятствующее ее замер­занию. Точно так же циркулирующая вода обогревала стенки наружных водоопускных труб, препятствуя образованию в них льда. Но в нижних экранных коллекторах котловая вода не могла в достаточной степени обогревать толстостенные стальные камеры, поэтому-то замерзание воды и началось в коллекторах. Слой льда, расширяясь, вызывал значительные растягивающие напряжения в стенках коллекторов, где появились неплотности и трещины.

Трещины в теле коллекторов возникали по линиям максималь­ных напряжений, которые после развальцовки труб направлены по касательным к краям трубных отверстий (рис. 53,а). В гл. 2 ука­зывалось, что максимальные растягивающие силы действуют по продольному сечению коллектора, но линии наибольших напряже­ний расположены вдоль коллектора только справа от его горизон­тальных отверстий (если смотреть снаружи). Там и появились пер­вые трещины.

Замерзание воды в нижних экранных камерах яв­ляется далеко не единственной причиной, вызывающей

ВЛИЯНИЕ ЧРЕЗМЕРНОГО НАПРЯЖЕНИЯ В МЕТАЛЛЕ

Рис. 54. Закрытие лишних отверстий в ба­рабане котла.

А — неправильно, б— правильно.

При реконструкции котла, рассчитанного на давление 32 ат, были заглушены 22 отверстия в его верхнем и нижнем барабанах. Конические заглушки присоединили электросваркой.

При ремонте котла после 4-месячной работы обнаружили течь в месте приварки одной из заглушек. После ее удаления стала видна радиальная трещина в металле барабана. Удаление осталь­ных заглушек дало возможность обнаружить подобные трещины и в трех других трубных отверстиях.

Аналогичные последствия имели место при установке кониче­ских заглушек на барабанах и экранных коллекторах котла, рас­считанного на давление 128 ат. Заглушки забивались в отверстия ударами кувалды и обваривались (рис. 54,а). Около 50 таких за­глушек оказались неплотными уже при наполнении котла водой. Они были подварены, но при гидравлическом испытании появилась течь у других заглушек. В дальнейшем в трех трубных отверстиях экранного коллектора были обнаружены радиальные трещины и при выбивании заглушек вместе с ними откалывались куски ме­талла. Все заглушки пришлось удалить. Поврежденный коллектор заменили новым.

В обоих случаях повреждение котельных барабанов вызыва­лось тем, что конические заглушки воздействовали на узкую кром­ку металла вокруг трубных отверстий и создавали там очень боль­шое местное напряжение. В дальнейшем в напряженном металле происходило интег дивное коррозионное разрушение. При темпера­туре металла около 240—330' С только действием коррозии можно объяснить то, что после выбивания заглушек иногда можно было да­же рукой отламывать от тела барабана отдельные кусочки металла.

Применение конических заглушек теперь запрещено. Лишние отверстия в барабанах в камерах заглушают цилиндрическими кол­пачками, которые присоединяют на сварке или с помощью раз­вальцовки (рис. 54,6). Колпачки должны быть обращены торцом вверх, чем предотвращается образование в них застойного объема воды.

Еще опаснее напряжения в металле при поперемен­ном нагревании и охлаждении какого-либо участка ба­рабана или коллектора. Под действием таких напряже­ний могут появиться трещины тепловой усталости.

МЕТАЛЛ ПАРОВОГО КОТЛА

СЕРНИСТАЯ КОРРОЗИЯ ТРУБ ХВОСТОВЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ НАГРЕВА

При низкой температуре дымовых газов происходит конденсация содержащегося в них пара. на трубах хво­стовых поверхностей нагрева котла. В образующихся капельках воды (росе) растворяются имеющиеся в газах окислы серы, в результате чего получаются слабые рас­творы кислот, интенсивно разъедающие металл. В экономайзере температура.

СТРОЕНИЕ (СТРУКТУРА) ЖЕЛЕЗА

В настоящей книге рассматриваются конкретные во­просы, связанные с работой стальных деталей парового котла. Но для изучения этих сугубо практических вопро­сов необходимо знать общие сведения, касающиеся строения стали и ее ' свойств. В схемах, показывающих строение металлов, атомы иногда изображают в виде соприкасающихся друг с дру­гом шаров (рис. 1). Такие схемы по­казывают расстановку атомов в ме­талле, но в них трудно наглядно пока­зать расположение атомов друг отно­сительно друга.

ЭРОЗИЯ ПОВЕРХНОСТЕЙ НАГРЕВА

Эрозией называется постепенное разрушение поверх­ностного слоя металла под влиянием механического воз­действия. Наиболее распространенным видом эрозии стальных элементов - парового котла является их истира­ние твердыми частицами золы, движущейся вместе с ды­мовыми газами. При длительном истирании происходит постепенное уменьшение толщины стенок труб, а затем их деформация и разрыв под действием внутреннего давления.

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@inbox.ru
msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Оперативная связь

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