Ремонт паровых котлов

ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА

Для уменьшения внутренних напряжений, возникаю­щих в процессе электросварки, а также для повышения пластичности и получения структуры, обеспечивающей высокую длительную прочность сварных соединении эле­ментов котлов, применяются два вида термической обра­ботки:

Основная, в результате которой материал приобрета­ет структуру и свойства, необходимые для обесиеченил характеристик прочности, принятых при расчете;

Дополнительная (послеоперационная), необходимая для восстановления свойств материала и конструкции и снятия остаточных напряжений после технологических операций.

Основной термической обработке (отжигу, нормали­зации, аустенизации и т. д.) подвергаются полуфабри­каты (лист, трубы и т. п.). Режимы основной термичес­кой обработки принимают в соответствии с указаниями в стандартах или технических условиях на поставку.

Изделие в готовом виде проходит основную термиче­скую обработку в случаях, если полуфабрикаты для из­делия по каким-либо причинам не подвергались термо­обработке и если технологический процесс изготовления изделия вызывает недопустимые изменения свойств и структуры материала полуфабрикатов.

Необходимость проведения дополнительной термиче­ской обработки и ее режимы определяются руководящи­ми материалами.

После вальцовки обечаек и штамповки днищ из уг­леродистой стали дополнительная термообработка явля­ется обязательной в случаях, если толщина листа S^ ^5% внутреннего радиуса обечайки или наименьшего внутреннего радиуса кривизны штампованного днища. В случаях, если вальцовка листа или штамповка днища из углеродистой стали проводилась с нагревом и тем­пература металла в момент окончания вальцовки была ниже 700 °С, дополнительная термообработка может не производиться.

После холодной деформации дополнительной терми­ческой обработке подвергаются:

Трубы из углеродистых сталей и стали 15ГС при тол­щине стенки более 35 мм;

Трубы из углеродистых сталей и стали 15ГС при тол­щине стенки от 10 до 35 мм и относительном радиусе гиба R/D„<3, где Д, — наружный диаметр трубы; R — радиус гиба;

Трубы из аустенитных сталей во всех случаях незави­симо от диаметра, толщины стенки и радиуса гиба.

Термическая обработка сварных соединений обяза­тельна:

Для барабанов с толщиной стенки более 36 мм, изго­товляемых из низкоуглеродистых сталей 15К, 20К, 22К;

Для барабанов с толщиной стенки более 30 мм, изго­товляемых из низколегированных сталей, допускаемых к применению по ОСТ 24.030.39-74;

Для стыков труб из стали 15ГС и углеродистых ста­лей с толщиной стенки более 35 мм;

Для низколегированных теплоустойчивых сталей 12МХ, 15ХМ, 12Х1МФ, 15Х1М1Ф с толщиной стенки бо­лее 10 мм;

Для сварных швов труб (штуцеров) малых диамет­ров с трубопроводами и коллекторами при диаметре труб более 50 мм.

Рекомендуемые температуры нагрева при термооб­работке сталей после холодной пластической деформа­ции, °С:

Термической обработке не подвергаются: гпбы труб и отводы из стали 12Х1МФ с толщиной стенки до 20 мм включительно после холодного гнутья, если радиус гнутья не менее 3,5 наружного диаметра тру­бы, овальность в месте гиба не превышает 5 %, ударная вязкость металла труб в исходном состоянии не ниже 60 Дж/см2 (6 кгс-м/см2);

Отводы и трубы, согнутые по режимам теплового гнутья независимо от марок сталей;

Отводы и трубы из сталей 20 и 15ГС с толщиной стен­ки до 36 мм;

Отводы и трубы после холодной подгибки на угол до 2° независимо от марки стали и толщины стенки [46].

В заводских условиях термообработку обычно вы­полняют в газопламенных или электрических печах.

В условиях ремонта или монтажа термическую обра­ботку осуществляют при помощи индукционных нагре­вателей с источниками тока повышенной или промыш­ленной частоты (50 Гц), с использованием электричес­ких печей сопротивления и газопламенным способом (га­зовыми горелками).

Индукционный способ нагрева является основчым при термической обработке стыков трубопроводов, из­готовленных из углеродистых и низколегированных ста­лей.

Сварные соединения необходимо подвергать термо­обработке не позднее чем через 3 сут после завершения сварки.

Особо толстостенные детали из легированной стали должны проходить термическую обработку сразу после сварки. Это относится к стыкам труб или литых деталей из сталей 12Х1МФ и 15Х1М1Ф с толщиной стенки более 45 мм независимо от диаметра трубы и с толщиной стен­ки более 22 мм при наружном диаметре трубы 600 мм и более. При этом толстостенные сварные соединения из стали 12Х1МФ после сварки не должны охлаждаться ни­же 300 °С.

Если из-за прекращения электропитания, поврежде­ния оборудования или по другим причинам термообра­ботку толстостенных элементов сразу после сварки вы­полнить нельзя, то требуется обеспечить замедленное ох­лаждение сварного соединения под слоем асбеста тол­щиной 3—15 мм.

При всех видах термической обработки необходимо обеспечивать строгое соблюдение температурных режи­мов, установленных требованиями технических условий или инструкции по сварке и термообработке, а также равномерность прогрева металла по всему объему изде­лия, гиба или сварного соединения.

Общая ширина участка трубы со швом в середине, на котором выдерживается заданная температура отпус­ка, в зависимости от толщины стенки стыкуемых труб должна быть:

Толщина, мм.................................... <20 21—45 45—60 >60

Ширина участка, мм... . 70 150 200 250

Температуру сварного соединения во время термооб­работки контролируют, как правило, регистрирующим прибором. При толщине стенок стыкуемых труб до 20 мм можно использовать приборы, показывающие темпера­туру; при большой толщине показывающие приборы можно использовать лишь в порядке исключения. При применении показывающего прибора оператор должен записывать температуру в журнале через каждые 15 мин в процессе нагрева, выдержки и охлаждения до 300 СС. Термопару необходимо закреплять на расстоянии не бо­лее 30 мм от него при помощи бобышек или гайки с при­жимным винтом.

Термообработку сварных швов, включая предвари­тельный и сопутствующий подогрев, должны выполнять квалифицированные термисты-операторы, прошедшие специальную подготовку, сдавшие испытания и имеющие удостоверение на право проведения работ по термичес­кой обработке сварных стыков в ремонтных и монтаж­ных условиях. Термисты-операторы должны проходить ежегодную переаттестацию.