ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Объекты котлонадзора и условия работы металла из "Контроль надежности металла объектов котлонадзора Справочное пособие " Обеспечение надежности и безопасности промышленного оборудования, работающего при высоком давлении пара или газов, является важной народнохозяйственной задачей. Это связано с тем, что повреждение даже отдельных элементов оборудования может вызвать б01ьшие разрушения и привести к несчастным случаям. Для обеспечения надежности эксплуатации такого оборудования, как паровые и водогрейные котлы, трубопроводы пара и горячей воды и сосуды, работающие под давлением, требуется строгое соблюдение установленных технических правил. [c.5] Паровые котлы, сосуды, работающие под давлением, и трубопроводы пара и горячей воды эксплуатируются в весьма сложных условиях, и их надежность является следствием трех основных факторов правильности выбора конструкции, качества материалов и изготовления и соблюдения технологических режимов эксплуатации. Нарушение хотя бы одного из этих факторов неизбежно ведет к снижению надежности и нарущению безопасности. Под надежностью понимается свойство объекта (элемента котла, сосуда, трубопровода) выполнять заданные функции, сохраняя во времени значения эксплуатационных показателей в заданных пределах. Надежность, будучи комплексным свойством, включает в себя такие понятия, как безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохраняемость. С точки зрения безопасности как главной задачи котлонадзора наибольшую значимость имеют безотказность и долговечность. [c.5] Под долговечностью понимают свойства объекта (изделия) сохранять работоспособность до наступления предельного состояния. Безотказность — свойство изделия непрерывно сохранять работоспособность в течение заданного времени. В течение этого времени не должна нарушаться работоспособность, т. е. не должно быть отказов — событий, заключающихся в нарушении работоспособности изделия. [c.5] Механические нагрузки обусловлены давлением рабочей среды на выходе из котла до 25,5 МПа и действием таких внешних факторов, как масса конструкции, тепловые перемещения, внутренние напряжения (например, в сварных соединениях). Действие термических и механических нагрузок разделяется на стационарное и нестационарное (переходное). Стационарный режим характеризуется длительной работой металла при расчетных постоянных нагрузках. Переходный режим характеризуется относительно кратковременной работой металла в периоды пусков и остановов. [c.6] Условия работы трубопроводов пара (паропроводов) характеризуются действием высоких температур, напряжений от давления среды, компенсационных (изгибных) напряжений от тепловых перемещений паропровода и весовых нагрузок, термических напряжений от перепада температур по трассе трубопровода и по толщине стенки. Кроме того, следует учитывать коррозионные воздействия пара. Условия работы труб поверхностей нагрева котлов характеризуются высокими температурами пара и воды изнутри труб и топочных газов снаружи. Механические воздействия от внутреннего давления сопровождаются постоянными и циклическими изгибающими нагрузками. Воздействие среды вызывает высокотемпературную газовую коррозию в окислительной и восстановительной атмосфере топочных газов, пароводяную коррозию внутренней поверхности. При отсутствии консервации протекает стояночная коррозия. Наблюдается сернистая коррозия хвостовых частей поверхностей нагрева. Механическое воздействие потока среды, а также абразивное действие твердых фракций топочных газов вызывают в ряде случаев существенный эрозионный износ трубных систем. [c.6] Барабаны и коллекторы котлов и ряд сосудов, работающих под давлением, эксплуатируются в условиях действия высокого уровня стационарных и циклических термических и механических нагрузок. Высокое поле термических циклических напряжений особенно характерно для периодов пуска и останова. Кроме того, коррозионное действие среды создает дополнительные условия для ускорения усталостных процессов. При этом опасность разрушения тем выше, чем резче изменяются режимы эксплуатации. [c.6] Возможность значительных колебаний температуры металла элементов котлов приводит к существенному сокращению ресурса металла. Высокий уровень напряжений, создаваемых внутренним давлением и весовыми нагрузками, обусловливает требования по обеспечению прочностных и жаропрочных свойств. Наличие конструктивных концентраторов напряжений — резких переходов сечения, отверстий для штуцеров, а также целого ряда трудноучитываемых факторов обусловливает требования по обеспечению высокой пластичности, вязкости и в особенности длительной пластичности. [c.6] В связи с введением нестационарных режимов эксплуатации, обусловленных неравномерностью графиков нагрузки, в металле возникают дополнительные термические напряжения, изменяющиеся во времени. Наличие таких дополнительных напряжений может вызвать преждевременное исчерпание сопротивления металла термической усталости. [c.6] Условия эксплуатации определяют высокий уровень требований к механическим свойствам металла, применяемого для изготовления котлов, сосудов и трубопроводов пара и горячей воды. Однако выбор оптимального химического состава стали с определенными свойствами еще недостаточен для обеспечения надежности работы. Существенную роль в обеспечении надежности играют технология металлургического производства, изготовления, монтажа и ремонта. [c.7] Металл котлов, сосудов и трубопроводов должен не только обеспечивать высокую эксплуатационную надежность, но и обладать высокими технологическими свойствами. При изготовлении, монтаже и ремонте металл элементов котлов, трубопроводов и сосудов подвергается различным технологическим операциям формоизменения п соедццгнпя. Поэтому металл должен иметь хорошую свариваемость, обеспечивать пластическую деформацию при ковке, штамповке, гибке, вальцовке и т. п. [c.7] Для изготовления и ремонта паровых и водогрейных котлов, трубопроводов пара и горячей воды и сосудов, работающих под давлением, следует применять только те материалы, которые перечислены в правилах [24, 25, 26]. В правилах приведены предельные допускаемые температуры и давления, при которых возможно применение перечисленных материалов. Правилами оговариваются также виды контрольных испытаний материалов, применяемых для изготовления и ремонта объектов котлонадзора. [c.7] Вернуться к основной статье