Предупреждение АВАРИЙ ПАРОВЫХ КОТЛОВ

ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ И СТАЛЯМ, ПРИМЕНЯЕМЫМ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БАРАБАНОВ КОТЛОВ

При выборе сталей для изготовления и ремонта элемен­тов котлов следует исходить из условия обеспечения надеж­ной, безопасной длительной их работы.

Конструкция, выбор металла, способ изготовления и ме­тоды эксплуатации котлов регламентированы «Правилами устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрей­ных котлов», утвержденными Госгортехнадзором СССР, ГОСТ 3619-89 «Котлы паровые стационарные, типы и ос­новные параметры», ГОСТ 24005-80 «Котлы'стационарные с естественной циркуляцией. Общие технические требова­ния».

Все элементы стационарных паровых котлов рассчиты­ваются на прочность по ОСТ 108.031.02-85 «Котлы стацио­нарные паровые и водогрейные и трубопроводы пара и го­рячей воды. Нормы расчета на прочность».

Необходимо учитывать напряжения, возникающие при гидравлическом испытании: они не должны превышать до­пускаемых напряжений при температуре 20 °С более чем на 25 %.

Как исключение допускается применение материалов для работы с параметрами, превышающими установленные для них правилами по котлам [1], а также других материа­лов, которые не указаны в правилах по котлам. Для этого необходимо иметь разрешение министерства, в ведении ко­торого находится проектная организация, на основании по­ложительных заключений специализированных организаций по металловедению, сварке и котлостроению, и по согласо­ванию с Госгортехнадзором СССР.

Качество и свойства материалов и полуфабрикатов должны удовлетворять требованиям соответствующих стан­дартов, что должно быть подтверждено сертификатами за­водов-поставщиков.

В сертификате указывается также режим термической обработки, которой был подвергнут полуфабрикат на заво­де-поставщике.

При отсутствии сертификатов следует провести необхо­димые испытания в объеме, который позволил бы устано­вить полное соответствие применяемых материалов требо­ваниям стандартов и техническим условиям на заводе-изго - товителе котлов.

Основным условием, от которого зависит выбор сорта стали и допускаемых напряжений, является рабочая темпе­ратура металла. Работа металла при высоком давлении и высоких температурах определяется в первую очередь такими условиями: температурой металла в рабочем состоя­нии, действующими в нем напряжениями, заданным сроком службы.

Если сталь предназначается для работы при высоких температурах, вызывающих ползучесть, то должны быть предъявлены опытные данные для установления значений предела длительной прочности (для 100 и 10 тыс. ч) и ус­ловного предела ползучести при соответствующих темпе­ратурах, включая температуры, для которых сталь рекомен­дуется.

Листовая сталь, применяемая для изготовления и ремон­та элементов котлов, работающих под давлением, выплав­ляется мартеновским способом или в электропечах. Допус­кается также применение стали, выплавленной кислородно - конвертерным способом, при условии, что ее качество не ниже качества стали, выплавленной мартеновским спосо­бом.

В стандартах и технических условиях также содержатся требования к химическому составу, механическим свойст­вам, структуре, способу производства и режимам термиче­ской обработки котельных листов.

Для котлостроения (по ГОСТ 5520-79) поставляется ли­стовая горячекатаная углеродистая, низколегированная и легированная сталь толщиной от 4 до 160 мм. Этим стан­дартом предусматривается поставка выплавляемых в мар­теновских печах:

Углеродистых сталей 12К, 16К, 18К, 15К, 20К и 22К (буква К указывает их основное назначение — котельные листы, числа 12, 15 и т. д. показывают среднее содержание углерода в сотых долях процента);

Низколегированных и легированных сталей 16ГС, 0912С, 10Г2С1, 09Г2СД, 10Г2С1Д, 17ГС и 17Г1С, 12ХМ, 10Х2М и 12Х1МФ.

Листы из сталей 15К и 20К поставляются толщиной от 4 до 60 мм, 22К —от 25 до 115 мм; сталей 09Г2С, 16ГС и 09Г2СД — от 4 до 160 мм, 10Г2С1 и 10Г2С1Д — от 4 до 100 мм.

Листы из сталей 15К и 20К поставляются без нормализа­ции, из сталей 12К, 16К, 18К — в нормализованном состоя­нии, а из стали марок 12ХМ, 10Х2М, 12Х1МФ — термиче­ски обработанными.

Листы из стали 161НМА толщиной 115 мм поставляются по специальным техническим условиям. После прокатки или огневой обрезки кромок листы из этой стали подвергаются высокому отпуску. Листы проходят дефектоскопический контроль на сплошность.

Механические свойства листов установлены в зависимо­сти от их толщины — чем толще лист, тем медленнее про­исходит его охлаждение после прокатки и при термической обработке и тем труднее поэтому при одном и том же хими­ческом составе обеспечить высокий предел текучести. Тре­бования по относительному удлинению к листам установле­ны в зависимости от предела прочности: чем он меньше, тем выше должна быть пластичность.

В углеродистых и низколегированных стальных листах для обеспечения хорошей свариваемости стандартом огра­ничено содержание хрома, никеля и меди—не более 0,3 % каждого, а мышьяка — не более 0,08 %.

В соответствии с ГОСТ 5520-79 листы подвергаются контролю микроструктуры на травленых темплетах или на изломах.

В микроструктуре стали не должно быть видимых без применения увеличительных приборов расслоений, скопле­ния раскатанных пузырей, шлаковых включений, флокенов. Допускаются отдельные волосовины длиной не более 15 мм. В изломах допускаются расслоения, общая длина которых не превышает 20 мм.

На поверхности котельных стальных листов не допуска­ются трещины, плены, раскатанные пузыри и загрязнения, раковины, вдавы, вкатанная окалина.

Местные незначительные дефекты (отдельные забоины, риски, царапины, рябизна/ отпечатки) на поверхности ли­стов допускаются без зачистки, если глубина их залегания не выводит толщину листа за предельные отклонения, а так­же допускается тонкий слой окалины, не препятствующий выявлению поверхностных дефектов.

На листах толщиной 15 мм и более допускается удаление поверхностных дефектов и последующая заварка этих уча­стков. Поверхностные дефекты удаляются пологой вырубкой или зачисткой абразивным инструментом на глубину, не выводящую размеры листов за предельные отклонения по толщине.

Допустимая глубина завариваемых дефектных участков для листов толщиной от 15 до 120 мм должна быть не более 25 % номинальной толщины листа, для листов свыше 120 мм — не более 30 мм. Суммарная площадь заваривае­мых участков не должна превышать 1 % площади листа, а площадь отдельного дефектного участка должна быть не более 25 см2 баз развала после удаления дефекта.

На обрезанных кромках листов не должно быть рас­слоений, трещин-расщеплений, следов усадочной раковины, рыхлости, пузырей-вздутий и раскатанных загрязнений.

Допускаются отдельные раскатанные пузыри, если они расположены нескученно и длина каждого не превышает 20 мм, а глубина 2 мм.

По размерам, предельным отклонениям и другим требо­ваниям сталь должна соответствовать ГОСТ 19903-74.

Стандартом регламентирована также маркировка ли­стов. Например, лист из стали марки 16ГС, нормальной плоскостности, нормальной точности прокатки, размером 20X2000X6000 мм, категории 3 обозначается следующим образом:

ПН-Б-20 ♦ 2000 • 6000 ГОСТ 19903-74 16ГС-3 — ГОСТ 5520-79

Наиболее распространенным материалом для изготовле­ния барабанов и корпусов котлов низкого и среднего дав­ления являются технологичные и пластичные углеродистые стали.

Барабаны котлов типа Е (ДЕ) паропроизводительностью от 4 до 25 т/ч с абсолютным давлением 1,4 и 2,4 МПа изго­тавливаются из стали 16ГС и имеют толщину стенки 13 и 22 мм.

• Барабаны котлов изготавливают из стальных котельных листов путем вальцовки обечаек илиг штамповки полуобе­чаек с последующей их сваркой продольными и кольцевыми швами.

Продольные швы сваривают электрошлаковой и автома­тической многослойной сваркой под флюсом, кольцевые — преимущественно автоматической многослойной сваркой.

Днище штампуют и приваривают автоматической свар­кой под флюсом.

Котельные стали для изготовления барабанов должны хорошо свариваться и допускать пластическое деформиро­вание в процессе штамповки и вальцовки.

В настоящее время барабаны стационарных паровых котлов с номинальным рабочим давлением насыщенного па­ра от 1 до 16,5 МПа изготавливают в соответствии с общи­ми техническими условиями по ОСТ 24.030.59-74 «Барабаны сварные стационарных паровых котлов». Согласно этому стандарту барабаны могут изготавливаться с приварными или вваренными штуцерами, а также с отверстиями для приварки или вальцовки труб.

При приемке новых котлов необходимо производить тщательную проверку состояния поверхности барабанов пу­тем визуального осмотра и применения современных средств дефектоскопии.

Котельные связи и анкеры изготавливают из прутковой стали ВСт2сп2 и ВСтЗспб (по ГОСТ 380-71) и из стали 20 (поГОСТ 1050-74).