Антикайн П.А. Металлы и расчет на прочность котлов и трубопроводов

Подождите немного. Документ загружается.

Хром способствует получению более устойчивой карбидной

фазы, препятствует диффузии углерода в твердом растворе и,

таким образом, затрудняет коагуляцию карбидов. Хром не-

сколько повышает длительную прочность хромомолибденовых

сталей, но в меньшей степени, чем молибден.

Ванадий связывает углерод в карбиды, затрудняет пласти-

ческую деформацию путем получения в структуре мелкодисперс-

ных кяпбидов ванадия, а также препятствует миграции молиб-

дена из твердого раствора в карбиды.

Оптимальное отношение содержаний ванадия к углероду в

хромомолибденованадиевых перлитных сталях с точки зрения

получения максимальной жаропрочности составляет около 3,2.

При меньшем содержании углерода получается меньшее коли-

чество карбидных частиц, при большем — укрупнение размеров

частиц.

В котлах низкого и среднего давления все поверхности на-

грева, коллекторы и трубопроводы изготавливались из углеро-

дистой стали двух марок: стали 10 и стали 20. По своим техно-

логическим свойствам и надежности в эксплуатации обе эти

стали близки. Однако сталь 20, как содержащая больше угле-

рода, прочнее.

В то же время использование двух марок стали, отличаю-

щихся по прочности, затрудняет процесс производства на за-

воде:

всегда имеется опасность попадания труб из стали 10 в

поверхность нагрева, рассчитанную на изготовление труб из

стали 20. В результате запас,прочности получается ниже расчет-

ного и ухудшается надежность. Контроль и отбраковка в этом

случае затруднены, так как основной метод качественного опре-

деления марки стали — стилоскопический — в этом случае не

применим; стали отличаются только содержанием углерода.

Поэтому в котлостроении для изготовления котлов низкого и

среднего давлений применяется только сталь 20. Стали, содер-

жащие более 0,2% углерода, плохо свариваются; для изготов-

ления поверхностей нагрева, коллекторов и паропроводов ис-

пользуются углеродистые стали, ' содержащие не более 0,2%

углерода. В легированных сталях, применяемых для тех же це-

лей, содержание углерода еще меньше, так как легирующие

элементы также ухудшают свариваемость.

Долгое время трубопроводы питательной воды всех котлов

низкого, среднего и высокого давления изготовлялись также из

стали 20. Однако с повышением температуры питательной воды

и давления прочность стали 20 оказалась недостаточной — тру-

бопроводы получались слишком толстостенными и тяжелыми.

Поэтому начали применяться трубопроводы, выполненные из

более прочной низколегированной стали 15ГС. Допускаемые

напряжения для стали 15ГС при 20—300° С выше, чем для ста-

ли 20.

При переходе на высокое давление пара и температуру пе-

регрева выше 450° С в поверхностях нагрева и трубопроводах

начали использоваться стали 15М и 20М, содержащие около

0,5% молибдена. Молибден эффективно повышает прочность

стали при высоких температурах, поэтому обычно его приме-

няют для легирования жаропрочных сталей вместе с хромом.

Две близкие по составу и свойствам молибденовые стали 15М

и 20М были в дальнейшем заменены одной — 16М. Сталь эта

хорошо сваривается. Однако применение стали 16М в отечест-

венном котлостроении прекращено из-за ее склонности к графи-

тизации.

В США и ФРГ для поверхностей нагрева до настоящего

времени применяются молибденовые стали, близкие по составу

к стали 16М. Стали очень технологичны и достаточно прочны

для использования в котлах высокого давления при температу-

рах до 510—520° С.

Вместо стали 16М в отечественном котлостроении для по-

верхностей нагрева была применена сталь 15ХМ, а для паро-

проводов и камер — стали 15МХ и 15ХМ.

Сталь 12МХ содержит около 0,5% Мо и 0,5% Сг. Хром

введен для придания карбидам большей устойчивости и предот-

вращения графитизации. Сталь 15ХМ содержит около 0,5% Мо

и 1% Сг и отличается повышенной окалиностойкостью по срав-

нению с углеродистыми и молибденовыми сталями.

Сварка камер и трубопроводов из стали 16М, 45ХМ и 12МХ

требует предварительного и сопутствующего подогрева, а также

последующей термической обработки. Сталь 12МХ практически

можно применять при температуре стенки трубы до 510° С, а

сталь 15ХМ — до 550° С в коллекторах, паропроводах и поверх-

ностях нагрева.

Хромомолибденовые стали 12МХ и 15ХМ оказались весьма

надежными в эксплуатации. Котлы с высокотемпературными по-

верхностями нагрева, коллекторами и паропроводами из этих

сталей надежно работают и после достижения расчетного срока

службы — 100 тыс. ч.

Для изготовления новых котлов и паропроводов вместо ста-

лей 12МХ и 15ХМ начали использоваться более жаропрочные

стали 12Х1МФ и 15Х1М1Ф. Сталь 12Х1МФ применяется для

поверхностей нагрева, камер и паропроводов, а сталь

15Х1М1Ф — только для камер и паропроводов. Хром введен

для улучшения окалиностойкости, молибден и ванадий — для

повышения жаропрочности. Стали 12Х1МФ и 15Х1М1Ф приме-

няются для камер и паропроводов на параметры пара до

255 МПа и 570° С. В поверхностях нагрева эксплуатируемых

котлов сталь 12Х1МФ используется при температурах стенки

до 590—600° С. Согласно [34] ее можно применять во вновь

изготавливаемых котлах при температуре стенки до 585° С.

Накоплен большой положительный опыт эксплуатации эле-

ментов котельных агрегатов и паропроводов, изготовленных из

стилей 12Х1МФ и 15Х1М1Ф и работающих при температуре

перегретого пара до 570° С. В то же время в процессе их освое-

ния и эксплуатации выявился ряд недостатков, на которых сле-

дует остановиться подробнее.

Стали 12Х1МФ и 15Х1М1Ф применяются в термически упроч-

ненном состоянии, чем обеспечивается высокая жаропрочность.

Нарушение режимов термической обработки приводит к сниже-

нию жаропрочности. Разница в жаропрочности стали, обрабо-

танной по оптимальному режиму и с отклонениями от него,

тем больше, чем выше температура металла в эксплуатации или

при испытаниях.

Трубы, изготовленные из стали 12Х1МФ, подвергаются нор-

мализации с отпуском, а особо толстостенные, с толщиной стенки

более 45 мм,— закалке с отпуском. Трубы, изготовленные из

стали 15Х1М1Ф, подвергаются только нормализации с отпуском.

Режим термической обработки устанавливается техническими

условиями на трубы. К сожалению, для стали 12Х1МФ режим

зависит от способа производства: отпуск труб из стали, выплав-

ленной в электрических печах, проводится при более низкой

температуре и имеет меньшую продолжительность, чем отпуск

труб из мартеновской стали. В результате после отпуска свар-

ных соединений металл труб из электростали переотпускается

и разупрочняется, так как режим отпуска установлен для труб

из мартеновской стали. Снизить температуру отпуска сварных

соединений нельзя, так как в этом случае не будут устранены

остаточные напряжения- в сварном шве. Кроме того, способ

изготовления стали в сертификате не указывается. Возможны

случаи стыковки труб из электростали и мартеновской стали в

одном сварном соединении.

Сталь 15Х1М1Ф несколько дороже стали 12Х1МФ, содер-

жит больше молибдена и отличается несколько большей жаро-

прочностью. Это облегчает термическую обработку на трубных

заводах и после горячей гибки — на. котлостронтельных заво-

дах, а также обеспечивает большую равномерность свойств в

зоне термического влияния сварных соединений.

Для косвенного контроля уровня жаропрочности металла

труб, выполненных из сталей 12Х1МФ и 15Х1М1Ф, предложены

шкалы рекомендованных и нерекомендованных микроструктур.

Конечно, эти шкалы не охватывают полностью всей гаммы встре-

чающихся на практике микроструктур.

Между микроструктурой и жаропрочностью нет однозначной

зависимости. В пределах каждого балла микроструктуры при

массовых испытаниях на жаропрочность металла труб различных

плавок разных заводов-поставщиков имеется определенный раз-

брос.

Вероятность распределения пределов длительной прочности

для данной марки стали

при

одной

и той же

температуре, вре-

мени

до

разрушения

одинаковой микроструктуре происходит

по закону Гаусса (нормального распределения). Максимумы этих

распределений характеризуют влияние микроструктуры

на

жаро-

прочность.

Так, чем

меньше балл микроструктуры

по

шкале

для

стали 12Х1МФ,

тем в

общем выше

ее

жаропрочность.

Но

раз-

брос

пределах одного балла весьма велик. Например, металл

трубы

из

стали.12Х1МФ

микроструктурой

баллов может обла-

дать жаропрочностью более высокой,

чем

металл другой трубы

с микроструктурой

баллов.

Жаропрочность,

как

отмечалось, зависит

от

степени легиро-

вания твердого раствора, количества, дисперсности

равномер-

ности распределения карбидов

наличия устойчивой субструк-

туры.

На нее

влияют колебания химического состава

(в

преде-

лах марочного), способ выплавки, метод формоизменения заго-

товки

трубу

и пр.

В эксплуатации находятся значительное количество труб,

вы-

полненных

из

стали 12Х1МФ

нерекомендованной структурой

по ТУ-14-3-460-75.

Как

показал анализ структур металла паропро-

водов свежего пара

промежуточного перегрева

на

блоках мощ-

ностью

300 МВт в

сопоставлении

остаточной деформацией

труб,

не все

трубы, которые имеют нерекомендованную структуру,

в эксплуатации подвержены ускоренной ползучести.

Это

может

быть вызвано указанными выше субструктурными

металлур-

гическими факторами.

Но в то же

время

все

трубы, выполнен-

ные

из

стали 12Х1МФ, ускоренно накапливающие остаточную

де-

формацию

эксплуатации, имеют нерекомендованную структуру

7 и 8

баллов

по

шкале

ТУ 14-3-460-75.

При анализе причин повреждения гибов паропроводных труб,

выполненных

из

стали 12Х1МФ, также

не

было установлено одно-

значной зависимости между повреждениями

микроструктурой.

При повторном входном контроле микроструктуры паропровод-

ных прямых труб

на

котлостроительных заводах балл микро-

структуры

не

всегда совпадает

указанным-

сертификате труб-

ного завода.

Это

объясняется

тем, что в

ряде случаев структура

неравномерна

по

длине

периметру трубы,

оценка конкретной

микроструктуры

сопоставлении

со

стандартной шкалой

не

позволяет избежать субъективной оценки

—

разные металловеды

одну

и ту же

конкретную микроструктуру могут относить

сосед-

ним баллам.

Имеется предложение ряда организаций Минэнерго СССР

ввести браковку продукции котлостроительных заводов

зави-

симости

от

микроструктуры

по

шкале

ТУ 14-3-460-75.

Стали

12Х1МФ

15Х1И1Ф

—

термически упрочняемые. Повторные

от-

пуски, необходимые после гибки труб

вальцовки обечаек

на

котлостроительных заводах, сварки стыковых, угловых

и.

прочих

швов

на

заводах

при

монтаже

ремонте, неизбежно приводят

к трансформации структуры

—

коагуляции карбидов

перлит-

ной стали. Получая трубы

из

стали 12Х1МФ

рекомендован-

ной микроструктурой

4 или 5

баллов, котлостроительные

за-

воды вынуждены выпускать изделия

нерекомендованной

ТУ

14-3-460-75

структурой

6 или 7

баллов.

По данным

НПО

ЦНИИТМАШ,

НПО

ЦКТИ, Белгородского

завода энергетического машиностроения,

ПО

«Красный котель-

щик»

и ЗиО

оценка жаропрочности

по

установленным

настоя-

щее время баллам микроструктуры приводила

бы к

браковке

значительного количества изделий, обладающих удовлетвори-

тельной жаропрочностью.

В то же

время пропускаются трубы

допускаемой микроструктурой,

но с

низкой жаропрочностью.

В качестве приемлемого метода оценки жаропрочности труб-

ных изделий, выявляющего

основном отсутствие отступлений

от оптимальной технологии изготовления элементов паропрово-

дов,

настоящее время предлагаются выборочные ускоренные

испытания

на

длительную прочность, проводимые

при

температу-

ре,

превышающей рабочую

на

50—60°

С.

Гарантированный уровень жаропрочности металла

изде-

лиях обеспечивается стабильностью технологического процесса

на котлостроительных заводах

выборочными испытаниями

металла текущей продукции

на

длительную прочность.

В период внедрения стали 12Х1МФ значительные осложне-

ния, возникли из-за частых случаев снижения ударной вязкости

до уровня ниже

Дж/см

на

трубах

для

камер

паропрово-

дов

большой толщиной стенки.

При

этом ударная вязкость

с одного конца трубы могла быть вполне удовлетворительной,

с другого

—

значительно ниже

Дж/см

После корректиров-

ки режима термической обработки

улучшения работы терми-

ческих печей

на

трубных заводах брак

по

ударной вязкости

уменьшился.

Как

правило, трубы

низкой ударной вязкостью

обладали временным сопротивлением значительно выше сред-

него.

В то же

время наблюдались отклонения

по

ударной вяз-

кости

труб

низкой прочностью

(на

уровне предела требо-

ваний

по

техническим условиям). Таких случаев было немного.

Металл труб, выполненных

из

заготовок завода «Днепроспец-

сталь», выплавленный

электрических печах,

не

имел откло-

нений

по

ударной вязкости ниже нормы.

Ударная вязкость стали 12Х1МФ может значительно сни-

зиться после нагрева

до

600—650°

из-за выпадения мелко-

дисперсных карбидов.

Некоторые плавкие стали 15Х1М1Ф,

так же как и

стали

12Х1МФ, имеют ударную вязкость ниже нормы. Однако случаев

выпадов ударной вязкости стали 12Х1МФ зарегистрировано

больше.

Длительная прочность

длительная пластичность определяются

не

только

химическим составом стали,

но и

чистотой

по

содержанию газов, неметалли-

ческих включений

остаточных вредных примесей. Чистота металла,

свою

очередь, определяется составом шихты, способом выплавки

разливки стали.

Заметное влияние

на

показатели жаропрочности могут оказывать остаточные

примеси.

Исследованиями, проведенными

К. А.

Ланской, установлено,

что

отрица-

тельное влияние

на

длительную прочность стали 12Х1МФ становится ощути-

мым

при

содержании свинца

олова

десятых долях процента, цинка

— в ты-

сячных долях процента,

азота

— в

сотых долях.

Чем

продолжительнее испы-

тания,

тем

сильнее влияние этих примесей. Наиболее загрязнен примесями

металл, выплавляемый

электрических печах завода «Днепроспецсталь». Наи-

более чистым получается металл

из

жидкого полупродукта, прошедший обра-

ботку, синтетическим шлаком. Металл обладает наиболее высокой длительной

пластичностью. Наиболее чистый металл имеет также высокие показатели дли-

тельной пластичности.

Металлургические дефекты металла труб можно

первую очередь связать

с загрязненностью металла неметаллическими включениями.

осевой зоне

трубной заготовки оксидных включений

в 1,5—2,0

раза больше,

чем в

краевой

и промежуточной;

донной части слитка

заготовке содержание неметалли-

ческих включений

в 2—3

раза выше.

Неравномерное распределение включений определяет неблагоприятные

пластические свойства: число скручиваний

до

разрушения металла

из

дон-

ной части слитка

при

1200—1250°

С в 1,5

раза меньше,

чем

металла

из

дру-

гих

зон.

Данные Всесоюзного научно-исследовательского трубного института

(г. Днепропетровск) показывают,

что

трубы, прокатанные

из

металла донной

части слитка, наиболее сильно поражаются пленами, которые образуются

местах скопления оксидных включений.

На

технологическую пластичность

не-

благоприятно влияют пленочные включения алюмосиликатов

силикатов,

со-

держащие оксиды.

Исследованиями

НПО

ЦНИИТМАШ установлено вредное влияние остаточ-

ного алюминия

количестве

0,013—0,08%

на

жаропрочность металла труб, выпол-

ненных

из

стали 15X1 MlФ.

Так

как

длительная прочность

длительная пластичность

значительной

степени определяются загрязненностью металла неметаллическими включениями

и примесями цветных металлов,

то

целесообразно использовать способы выплав-

ки

разливки, позволяющие получать более чистый металл

(в

частности, путем

электрошлакового переплава

—

ЭШП).

Сталь 12Х1МФ, выплавленная

электропечах,

по

сравнению

мартенов-

ской

по

данным

К. А.

Ланской содержит меньше серы.

По

содержанию кисло-

рода

оксидных включений существенных различий

не

обнаружено. Содер-

жание азота

элекстростали было

в 1,5

раза выше.

После

ЭШП

содержание оксидных включений уменьшилось

в 1,5—2,0

раза,

сульфидных

— в 10—15 раз, а

содержание азота

не

изменилось. После

ЭШП

суммарное содержание включений

металле снизилось

в 4—6 раз (как в

элек-

тростали,

так в

мартеновской стали). Размер аустенитного зерна после

ЭШП

увеличился. Пластические свойства металла, определяемые

при

кратковремен-

ном растяжении,

ударная вязкость повысились. Улучшилась технологическая

пластичность — число скручиваний до разрушения при 1180—1240° С возросло в

4 раза.

Поверхности нагрева с максимальной температурой металла до 585° С

изготовлялись из стали Г2Х2МФСР. Молибден, ванадий и бор введены в эту

сталь для повышения жаропрочности, а хром и кремний — окалиностойкости.

При этом кремний повышает окалиностойкость только в среде продуктов сго-

рания топлива и практически не оказывает влияния на стойкость при паро-

водяной коррозии. Сталь 12Х2МФСР более окалиностойка, чем сталь 12Х1МФ.

Колебания в режиме термической обработки стали 12Х2МФСР в меньшей

степени влияют на ее структуру и длительную прочность, чем на эти же харак-

теристики стали 12Х1МФ. Объясняется это тем, что при изменении в широком

диапазоне скоростей охлаждения превращение аустенита в стали 12Х2МФСР

происходит в бейнитной области. Высокая длительная прочность достигается

при равномерной бейнитной структуре. Наличие свободного феррита приводит

к снижению длительной прочности. Допускаемые напряжения в интервале

рабочих температур для сталей 12Х2МФСР и 12Х1МФ практически одинаковы.

Сталь 12Х2МФСР не склонна к тепловой хрупкости и отличается высокой

длительной пластичностью.

Трубы для поверхностей нагрева из стали 12Х2МФСР чаще содержали

металлургические дефекты, чем трубы таких же типоразмеров из других сталей.

Сварные соединения труб из стали 12Х2МФСР, выполненные контактной свар-

кой, были чаще подвержены образованию дефекта типа «склейки», чем свар-

ные трубы, соединенные из стали 12Х1МФ. Сварные соединения труб поверх-

ностей нагрева из стали 12Х2МФСР, выполненные электродами ЦЛ-40, тре-

бовали термической обработки; нередко в этих соединениях образовывались

трещины.

Для поверхностей нагрева промежуточных пароперегревателей применялась

сталь 12Х2МФБ (ЭИ-531), содержащая около 2,5% Сг и отличающаяся более

высокой окалиностойкостью по сравнению со сталями 12Х1МФ и 12Х2МФСР.

Введение в сталь 12Х2МФБ ниобия привело к тому, что сталь стала нечувстви-

тельна к быстрому охлаждению; структура весьма стабильна, карбиды очень

устойчивы и поэтому подкалка не происходит. Структура и свойства стали

12Х2МФБ весьма стабильны в эксплуатации. Сталь содержит дорогой и дефи-

цитный ниобий, по длительной прочности уступает сталям 12Х1МФ и 12Х2МФСР

во всем интервале рабочих температур. Сварные соединения, выполненные кон-

тактной сваркой, так же как и у стали 12Х2МФСР, подвержены повышенной

склонности к образованию склеек.

Для поверхностей нагрева с температурой стенки от 580

до 620° С используются безникелевые стали ферритно-мартенсит-

ного класса, содержащие около 12% хрома и упрочняющие до-

бавки вольфрама, молибдена, ванадия и других элементов, в

частности сталь 11Х12В2МФ (ЭИ756).

, Опыт эксплуатации в поверхностях нагрева котлов сверх-

критического и высокого давления показал, что сталь ЭИ756

может обеспечить хорошую эксплуатационную надежность при

температуре металла до 620° С. Даже кратковременный перегрев

вызывает резкое разупрочнение этой термически упрочняемой

стали. Совершенно недопустима эксплуатация конвективных

поверхностей нагрева из стали ЭИ756 с отглушенными змееви-

ками. Соседние змеевики перегреваются до температуры выше

620° С и необратимо теряют прочностные свойства. В то же

время сталь обладает хорошей коррозионной стойкостью в про-

дуктах сгорания высокосернистого мазута.

Сталь ЭИ756 может быть использована также для изготов-

ления главных паропроводов и коллекторов острого пара.

Применение стали ЭИ756 сдерживается из-за относительно

высокого содержания в ней вольфрама.

Для труб поверхностей нагрева с температурой металла до

630° С используется аустенитная сталь 12Х18Н12Т. Если вели-

чина зерна этой стали находится в пределах 3—7 баллов, то

трубы обладают гарантированной высокой жаропрочностью.

Сталь 12Х18Н12Т нечувствительна к перегревам до температур,

несколько превышающих расчетные. Сталь обладает высокой

коррозионной стойкостью в среде водяного пара и продуктов

сгорания большинства видов топлива, кроме высокосернистого

мазута.

В сварных соединениях паропроводов из стали 12Х18Н12Т

нередко образуются трещины. Для этих элементов перспективна

сталь 12Х16Н9М2, предложенная НПО ЦНИИТМАШ.

Имеются предложения использовать сталь 12Х16Н9М2 для

труб поверхностей нагрева, так как она обладает высокой жаро-

прочностью и окалиностойкостью и в еще меньшей степени, чем

сталь 12Х18Н12Т, чувствительна к перегревам. Однако в зоне

термического влияния сварки контактных соединений труб из

стали 12Х16Н9М2 образуется зона с повышенным содержанием

б-феррита, характеризующаяся пониженной жаропрочностью.

Поэтому контактные сварные соединения стали 12Х16Н9М2

потребуют аустенизации, что увеличит трудоемкость изготовле-

ния поверхностей нагрева из этой стали по сравнению с поверх-

ностями нагрева из стали 12Х18Н12Т. Сталь обладает низкой

коррозионной стойкостью в продуктах сгорания высокосерни-

стого мазута.

Стремление к улучшению экономических показателей электро-

станций путем поддержания высокой температуры перегрева при

одновременном снижении расхода дефицитного никеля привело

к разработке жаропрочных марганцовистых аустенитных сталей

с небольшим содержанием никеля.

ЦНИИТМАШ и ИМЕТ АН СССР разработаны аустенитные хромомарган-

цевоникелевые стали. Стали имеют показатели жаропрочности на уровне аусте-

нитной хромоникелевой стали

12X18H12T

и в

1,5—2,0

раза превосходят ее по

коррозионной стойкости в продуктах сгорания мазута. Стали сохраняют высо-

кие пластические свойства при длительном эксплуатационном опробовании, а

также при испытании на длительную прочность продолжительностью до

10 тыс. ч.

Хромомарганцевоникелевые стали являются перспективными материалами

для труб поверхностей нагрева котлов с температурой металла до 640—650° С.

Хромомарганцевоникелевые стали обладают лучшей окалиностойкостью в

продуктах сгорания высокосернистых топлив по сравнению с хромоникелевыми

сталями.

Перспективными материалами для труб поверхностей нагре-

ва котлов, работающих на мало^грессивных топливах (природ-

ном газе, назаровском буром угле, экибастузском и др.) при вы-

соких температурах, могут быть аустенитные хромоникелевые

стали 12Х14Н18В2БР (ЭИ695Р), 12Х16Н14В2БР (ЭП17) и

12Х16Н16МВ2БР (ЭП184), комплексно легированные вольфра-

мом, молибденом, бором и ниобием. По жаропрочности стали

существенно превышают аустенитную сталь 12Х18Н12Т [7].

Стали ЭИ695Р, ЭП17 и ЭП184 обладают высокой структур-

ной стабильностью, и их свойства относительно слабо изменяются

в процессе эксплуатации. Стали стойки против коррозии в про-

дуктах сгорания малоагрессивных топлив и водяном паре, одна-

ко коррозионная стойкость в продуктах сгорания высокосерни-

стого мазута у них низка. Коррозионная стойкость практически

одинакова для всех хромоникелевых аустенитных трубных ста-

лей. При 605—610° С коррозионные потери за 100 тыс. ч дости-

гают 1 мм.

2.3. Котельные стальные листы

Область применения различных сталей устанавливается

«Правилами устройства и безопасной эксплуатации паровых и

водогрейных котлов», утвержденными Госгортехнадзором СССР

и согласованными с ВЦСПС. Применение других материалов

или указанных в Правилах материалов для несоответствующих

условий не разрешается.

На все материалы и полуфабрикаты, используемые для изго-

товления элементов котлов и трубопроводов, должны быть сер-

тификаты заводов-поставщиков, подтверждающие соответствие

применяемых материалов и полуфабрикатов требованиям стан-

дартов или технических условий на поставку. При отсутствии

сертификатов необходимо провести комплекс испытаний в объ-

еме,

который позволил бы установить полное соответствие при-

меняемых материалов требованиям стандартов или технических

условий.

Стальные листы применяются для изготовления корпусов кот-

лов низкого давления, для барабанов и их днищ, для плоских

донышек коллекторов, для многих элементов котлов, не подвер-

женных нагрузкам внутренним давлением, а также для изготов-

ления корпусов сосудов давления, входящих в состав котельной

установки (деаэраторов, барботеров, фильтров водоподготов-

ки и др.).

Для\ изготовления котлов низкого давления используются

листы

из

углеродистой стали Ст2кпЗ, СтЗкпЗ, ВСтЗкпЗ, ВСтЗпсЗ

и ВСтЗспб обыкновенного качества

по

ГОСТ

380-71 *, а

также

из сталей Ст2псЗ, СтЗпс2, СтЗГпс2

ВСтЗ

по

ГОСТ

5520-79 *.

Для изготовления элементов котлов

более высокими пара-

метрами пара применяются листы

из

сталей

15К, 20К, 16ГС,

09Г2С

10Г201

по

ГОСТ

5520-79 *, а

также стальные листы,

поставляемые

по

специальным техническим условиям.

Условия работы барабана ответственны

— в

барабане проис-

ходит разделение пароводяной смеси, поступающей

из

экранов

и фестона

на пар и

воду. Барабаны используются

котлах

низкого, среднего

высокого давления

естественной

много-

кратной принудительной циркуляцией. Разрушение барабана

—

одна

из

наиболее серьезных аварий

на

тепловой электростан-

ции. Выбор соответствующего материала

для

барабана, конт-

роль качества

исходном состоянии

периодический контроль

во время ремонтов котлов позволяют обеспечить надежную

ра-

боту барабана.

Котельные стальные листы

для

барабана получают прокаткой

из слитков

или

слябов,

т. е.

обжатых прокаткой слитков. Каче-

ство листов зависит

от

степени обжатия, которая должна быть

не менее 20-кратной.

При

этом литая структура разрушается,

металл становится более плотным, пузыри

(в

кипящей стали)

завариваются.

Раньше барабаны

для

котлов низкого

среднего давления

изготавливались

из

малоуглеродистой стали. Листы соединялись

заклепками. Недостатки этого способа

—

тяжелые условия труда

на котельном заводе, пониженная прочность клепаного соедине-

ния

по

сравнению

основным металлом, вероятность образова-

ния трещин около заклепок из-за развития каустической хруп-

кости

и как

следствие

—

возможность внезапного разрушения

барабана

эксплуатации.

На

ряде старых электростанций

еще

находятся

эксплуатации котлы

клепаными барабанами.

Затем была освоена прокатка

ковка барабанов

из

одного

слитка,

но

стоимость таких барабанов была очень высока.

Следующей ступенью

развитии технологии изготовления

барабанов

был

переход

на

барабаны, сваренные кольцевыми

швами

из

кованых обечаек

штампованных днищ, изготовлен-

ных

из

поковок. Перед сваркой кованые обечайки

днища про-

ходили механическую обработку

по

всей поверхности.

В настоящее время

все

барабаны изготовляются

из

стальных

листов путем вальцовки обечаек

или

штамповки полуобечаек

с последующей

их

сваркой продольными

кольцевыми швами.

Продольные

швы

свариваются электрошлаковой

или

автомати-

ческой многослойной сваркой

под

флюсом, кольцевые

—

преиму-

щественно автоматической многослойной сваркой. Днища штам-

пуются

привариваются автоматической сваркой

под

слоем

флю-