МЕТАЛЛ ПАРОВОГО КОТЛА

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. Наиболее сильное истирание труб наблюдает-

У котлов, работающих на низкосортных топливах с высокой зольностью (например, на подмосковном и других бурых углях, а также на сланцах). Скорость истирания труб считается пропорциональной кубу ско­рости газов; следовательно, с увеличением скорости га­зов вдвое износ увеличивается примерно в 8 раз.

Когда дьгмовые газы движутся сверху вниз, то наи­большее количество частиц летучей золы ударяется

Рис. 42. Схема износа верхней части горизонтальной трубы под

Действием частиц летучей золы. а — схема падения частиц золы; б — схема срезания пылинками золы кусочков

Металла.

О самую верхнюю часть наружной поверхности горизон­тальных труб (рис. 42,а). Однако наиболее сильный износ летучей золой происходит не вдоль верхней обра­зующей этих труб, а - в зонах, расположенных примерно под углом 35° по отношению к их вертикальной оси. Объясняется это тем, что механическое воздействие па­дающих на трубы твердых частиц золы несколько напо­минает действие резца в металлорежущем станке: уда­ряясь о стенку трубы, частицы золы срезают небольшое количество металла с его поверхностного слоя (рис. 42,6). Наибольшее количество такой металличе­ской «стружки» может быть снято при остром угле между направлением золового потока и поверхностью металла.

Золовои износ труб значительно увеличивается ЬслсД- ствие того, что дымовые газы не всегда омывают их рав­номерно. Наибольший износ наблюдается на гибах труб и вокруг опорных конструкций, а иногда — в местах, где нарушено правильное дистанционирование змееви­ков. Известны, случаи возникновения неплотностей в тру­бах ІПО контуру оставшихся на них после ремонта кирпи­чей, досок п пр.

Основным мероприятием по борьбе с золовым изно­сом труб является уменьшение скорости омывающих их

Дымовых газов. Однако у построенных котлов переделка конструкции не всегда может быть осуществлена. Для уменьшения золового износа стремятся не увеличивать чрезмерно скорость газов, не допускать перекосов в дви­жении газов, следить за отсутствием отложений золы в газоходах и т. п. Большую пользу приносит установка в трубах защитных щитов, которые нужно периодически (по 'мере износа) заменять новыми.

В трубчатом воздухоподогревателе дымовые газы движутся обычно сверху вниз внутри вертикальных 58

Труб. При установившемся движении частицьи летучей золы несутся в средней части сечения труб и не сопри­касаются с металлом. Золовой износ происходит толь­ко в зоне завихрения газового потока (вблизи его входа в трубы). Истирание верхних концов труб предотвра­щается установкой цилиндрических защитных насадок, которые с течением времени изнашиваются и должны заменяться (рис. 43).

Другим видом эрозии поверхностей нагрева парового котла является их истирание струей пара или пароводя­ной смеси, ударяющейся о металл с очень большой ско­ростью. Это может происходить, например, в случае, когда трубы расположены вблизи сопел паровой обдув­ки, или если по трубам бьет струя пара или пароводя­ной смеси из соседних поврежденных труб.

Вода в современном котле всегда имеет температуру выше 100° С, поэтому даже в нижней части экономайзе­ра при разрыве трубы' происходит частичное испарение выходящей из отверстия воды, из-за чего дополнительно возрастает скорость потока Истирание поверхности ме­талла наиболее опасно в котлах высокого давления, в которых паровой или пароводяной поток выходит из отверстия с чрезвычайно большой скоростью. Стенки труб в результате эрозии в данном случае могут быть истерты до разрыва в течение немногих часов, после чего из них также начинает бить струя пара или паро­водяной смеси, направленная на другие трубы, и зона повреждения быстро расширяется.

Особым видом эрозии является износ поверхностей нагрева котла металлической дробью при работе дробе­струйных золоочистительных устройств. Этот износ за­висит от твердости дроби, а также от того, насколько часто производится очистка ею поверхностей нагрева. Под ударами дробинок возникают упрочнение (наклеп) тонкого наружного слоя стенок труб и увеличение его твердости более чем в 1,5 раза. При этом истирание труб происходит гораздо медленнее, чем под действием мель­чайших частиц летучей золы топлива.

Внутренняя поверхность находящейся под давлением части котла страдает от эрозии очень редко (за исклю­чением арматуры).

У котлов ТП-200-2 паропроизводительностью 200 т/ч при 32 ат насыщенный пар из барабана проходит через дополнительный со­суд 1, именуемый сухопарником (рис. 44,а). В сухопарнике пар движется между трубами поверхностного пароохладителя 3 и ча­стично конденсируется в воду, ко­торая вторично испаряется в паро­перегревателе. У нескольких кот­лов скорость пара в трубах 2 рав-

Рис. 44. Истирание влажным паром внутренней поверхности пере­пускных труб котла ТП-200-2. О — схема работы перепускных труб; б —вид изношенного участка нагибе трубы.

Нялась при полной нагрузке 40 м/сек. Находящиеся в паре капли воды с большой силой ударяются на повороте в стенки труб. У одного из таких котлов после примерно 2 лет работы в зоне А по этой причине появились сквозные свищи (рис. 44,6). Чтобы ис­ключить это, в котле в 2 раза увеличили количество перепускных труб 2, что позволило значительно снизить скорость пара.