Котлы и экономайзеры

В жаротрубных паровых котлах поврежденными могут быть днище, корпус и жаровые трубы. В днище котла появляются трещины с внутренней стороны у загибов бортов соединений с корпусом и жаровыми трубами в области водяного пространства. Эти трещины в первоначальной стадии развития имеют вид бороздок. На плоских днищах они появляются в уголках соединений жаровых труб и корпуса с днищем. Причинами возникновения трещин являются перенапряжения в изгибах бортов, вызванные разностью температур стенок жаровых труб и корпуса при одновременном химическом воздействии воды, а также малый радиус загиба бортов и неправильная штамповка. Для предупреждения трещин следует производить медленную растопку, обеспечивающую равномерный прогрев котла. Если Длина трещины не превышает 20—25% длины окружности, то Днище заваривают. Это является временной мерой с учетом того, что около заваренного места могут возникать новые трещины. При ремонте удаляют поврежденные части и ставят заплаты. Радикальной мерой в период капитального ремонта является смена днища, а если днище плоское, то смена всего или части Угольника.

При ремонте производят подчеканку и переклепку швов, заваривают трещины, вырубают поврежденную часть и ставят заплаты.

Иногда из-за недостаточной изоляции при работе котлов с выносными топками происходит перегрев в зоне заклепочных швов, что приводит к расстройству швов в местах соединения жаровых труб с днищами. Для предупреждения этого при выносной топке тщательно изолируют горловины труб. Дефекты устраняют путем переклепки швов, если течь нельзя устранить чеканкой. Частая чеканка и течь приводят к износу кромок швов. При износе кромки до 25% нормального размера возможна также наварка, а при большом износе - вырубка и постановка заплаты.

В барабанах вертикальных водотрубных котлов расстраиваются заклепочные швы (течь, пропаривание, отложение солей на наружной поверхности барабана в виде «грибков» или сосулек), а также обрываются головки заклепок вследствие дефектов, допущенных при изготовлении, деформации (прогибы) барабана, связанных с неравномерным нагревом его при растопке котла, остановке, нахождении в горячем резерве, изменении режима работы, а также при неправильном устройстве питания (попадание холодной питательной воды на стенки барабанов) и т. п. При ремонте следует проверить заклепочные швы ультразвукодефектоскопом, в необходимых случаях зачеканить, удалить дефектные заклепки и тщательно осмотреть их отверстия.

При систематическом расстройстве швов производят их переклепку. Кромки заклепочных швов и заклепочных головок подваривать не рекомендуется. Для предупреждения расстройства швов необходимо соблюдать равномерный нагрев барабана. При растопке котла следует прогревать барабан паром и производить продувку для выравнивания температуры. В качестве предупредительных мер надо хорошо смешивать питательную воду с котловой, защищать барабан изоляцией от обогрева, не допускать резкого изменения режима работы котла, осуществлять контроль за деформацией (прогибом) барабана постановкой реперов и индикаторов, а также обеспечивать свободу расширения элементов котла при нагреве.

В стенках и накладках барабана образуются трещины, которые в начальной стадии размещаются около заклепочных отверстий в радиальных направлениях, а в дальнейшем удлиняются, углубляются и становятся сквозными. В результате могут образоваться чрезвычайно опасные трещины, которые направляются от одной заклепки к другой и приводят к разрыву стенки или накладок. В большинстве случаев эти трещины проходят по границам зерен и носят характер «хрупкого разрушения» (межкристаллическая коррозия).

Указанные разрушения в заклепочных швах происходят вследствие агрессивности котловой воды (повышенная относительная щелочность) и повышения напряжения в металле швов при неравномерном нагреве барабана. Пропаривание заклепочных швов приводит к высокой концентрации солей в их пазухах трещины больше всего появляются на участках пересечения продольных и поперечных швов, так как в этих местах, отличающихся наибольшей жесткостью, сосредоточиваются наибольшие дополнительные повреждения. Трещины (подрывы) иногда образовываются от отверстия заклепки к кромке листа (преимущественно в поперечных швах).

Трещины в швах выявляют ультразвуковым или магнитным методами. При местном ограниченном повреждении единичные трещины заваривают, поврежденные части удаляют и ставят заплаты, заклепочные швы переносят на здоровую часть листа постановкой уширенной накладки с предварительной заваркой отверстий и трещин. При значительных повреждениях удаляют весь заклепочный шов на полную ширину накладки и вваривают продольную полосу. Перед сваркой нужно определить химический состав металла барабана и установить степень его свариваемости.

В большинстве случаев трещины носят единичный характер. Это происходит вследствие неправильной клепки (часто вследствие принудительной центровки несовпадающих отверстий при помощи бородка), а также под влиянием добавочных температурных напряжений. В этих случаях удаляют заклепки, вырубают и заваривают трещины, затем ставят новые заклепки.

Износ трубных отверстий (овальность, увеличение диаметра и т. п.) происходит вследствие частой и чрезмерной вальцовки. При ремонте отверстия рассверливают или развертывают (если это допустимо по условиям прочности) без уменьшения перешейков между смежными отверстиями более чем на 5% их длины и раздают конус трубы в горячем состоянии с последующим отжигом. В этом случае целесообразно ставить трубы с плюсовым допуском по толщине стенки.

Образование трещины в стенках барабана, в усиливающих накладках около отверстий для труб, соединяющих барабаны, и в самих трубах, а также расстройство швов их крепления вызвано жесткостью конструкции. Вследствие этого создаются высокие напряжения при температурных расширениях котла, При ремонте заваривают трещины, меняют накладки, переклепывают швы. Мерами предупреждения этих повреждений являются, постановка передвижных опор для обеспечения свободы перемещения элементов при температурном расширении, медленная растопка котла и нерезкое изменение режима его работы.

К трещинам приводят также значительные напряжения, возникающие в переходной части днища от сферы к бортам. Особенно это наблюдается у днищ старых конструкций котлов с малым радиусом переходной дуги. Кроме того, трещины образуются с внутренней стороны в области водяного пространства и в начальной стадии имеют вид неглубоких бороздок. При дальнейшем развитии они становятся сквозными. Причинами этого являются неравномерный нагрев барабана, вызывающий его деформацию, которая способствует повышению напряжении в днище, химическое воздействие на металл, неправильная технология изготовления днища и низкое качество его металла. Для предупреждения образования указанных трещин необходимо изготавливать днище с радиусом переходной дуги не менее 0,1 его наружного диаметра. Для котлов с рабочим давлением до 15 атм как временный вид ремонта может быть рекомендована заварка трещин длиной 20—25% длины окружности, на которой они расположены. Возможность заварки трещины устанавливается в зависимости от качества металла и характера повреждений. В некоторых случаях целесообразно удалить поврежденную часть днища и поставить заплату. Самой радикальной мерой является смена днища.

При образовании на внутренних поверхностях труб трещин, и выпучин, вызываемых утонение стенок, образование свищей и разрыв труб, рекомендуется смена всей поврежденной трубы. Небольшие выпучины выправляют при увеличении диаметра трубы не более чем на 10%. Для этого из трубы удаляют воду и плотно закрывают ее с обоих концов, чтобы не охлаждалась; разогревают докрасна выпучину ацетиленовой горелкой и выправляют ее ручным молотком и гладилкой заподлицо с трубой и направляют на поврежденное место слой мягкого металла толщиной 2—3 мм. При механическом износе наружной поверхности труб удаляют поврежденные части и наваривают изношенные стенки, если толщина их в местах износа составляет не менее 2—2,5 мм.

В пароперегревателе при образовании трещин между трубными отверстиями коллекторов отдельные трещины заваривают. Выпучивания, разрывы, раздутия и свищи на трубах змеевиков образуются вследствие нагрева металла труб до недопустимо высокой температуры, что происходит из-за заноса труб солями и высокой температуры пара. Ремонт осуществляется путем вырезки поврежденной части трубы и вварки новой.

При достижении предельно допустимого износа части паровых котлов восстанавливают ремонтом или же в паровых котлах снижают рабочее давление до величины, найденной поверочным расчетом. Если поверочным расчетом не подтвердится необходимость снижения рабочего давления при наличии износа, соответствующего настоящим нормам, то паровые котлы могут работать при прежнем рабочем давлении. Результаты поверочного расчета должны быть записаны в шнуровые книги паровых котлов. Первоначальные размеры частей паровых котлов, необходимые для установления степени износа, нужно брать по чертежам или с натуры в местах.

В экономайзерах коррозия труб с внешней стороны происходит вследствие конденсации на поверхностях труб водяных паров, содержащихся в топочных газах. Она значительно усиливается при наличии в продуктах сгорания сернистого газа, образующего с влагой сернистую кислоту. Мерой предупреждения коррозии является поддержание температуры питательной воды на 10—15° С выше температуры точки росы. При ремонте, чугунных экономайзеров сменяют поврежденные трубы, у стальных — заваривают мелкие выедины, вырезают серьезно поврежденные участки и вваривают новые прямые или гнутые отрезки труб. В случае повреждения недоступного для ремонта места можно временно отключить этот участок закорачиванием поврежденных змеевиков.

Коррозия труб с внутренней стороны представляет собой местные точечные повреждения металла — оспины и язвины, которые постепенно развиваясь приводят к сквозному проеданию труб. Она вызвана наличием в питательной воде растворенных газов — кислорода и углекислоты. В целях предупреждения необходимо соблюдать соответствующий водный режим с деаэрацией питательной воды. Для змеевиковых экономайзеров рекомендуется скорость воды 0,3—0,4 м/сек во избежание осаждения пузырьков воздуха на стенках труб. Способы ремонта те же, что и при коррозии труб с внешней стороны.

Механический износ труб от летучей золы происходит за счет повышенной скорости прохождения дымовых газов через экономайзер. Предупредительной мерой является установка на трубах защитных козырьков и чугунных накладок. Устраняют дефекты сменой всей поврежденной части трубы, а также наплавкой металла на изношенную часть.

Интересное из этой же темы: