ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Влияние теплоизоляционных покрытий на перлитные стали из "Повышение долговечности элементов котельного оборудования " Из результатов проведенных исследований следует, что разупрочняю-щее влияние теплоизоляционных покрытий на перлитные стали при рабочем напряжении 44 МПа начинает проявляться с температуры 545 °С, соответствующей температуре металла паропроводов перегретого пара современных энергоблоков, выполненных из сталей этого класса. При этих параметрах скорость ползучести сталей 12Х1МФ и 15X1М1Ф в контакте с теплоизоляцией повышается примерно на 30% по сравнению с фиксируемой на образцах, испытанных в воздушной атмосфере. Этот факт позволяет рекомендовать метод повышения сопротивления ползучести элементов энергетического оборудования из перлитных сталей, покрытых теплоизоляцией, заключающийся в создании вентилируемого зазора между поверхностью металла и теплоизоляцией. Наличие вентилируемого зазора [31] позволяет обеспечить в процессе эксплуатации, на поверхности металла условия для формирования окисной пленки, способной упрочнять металл. [c.21] Для проверки эффективности влияния доступа воздуха к поверхности металла на горизонтальном участке паропровода промежуточного перегрева из стали 12ХШФ энергоблока Каширской ГРЭС была смонтирована теплоизоляция специальной конструкции (рис. 1.8). Паропровод имел наружный диаметр 426 мм при толиАИне стенки 17 мм и работал при давлении 3,7 МПа и температуре 555 °С. [c.22] Для создания воздушного зазора на поверхность паропровода / накладывалась в два слоя сетка 2 из аустенитной проволоки диаметром 1,5 мм. Сетка покрывалась аустенитной фольгой 3 толщиной 0,2 мм для предотвращения возможного забивания зазора осыпающейся теплоизоляцией. Фольга и сетка должны иметь высокую окапиностойкость, поэтому эти элементы были изготовлены из аустенитной стали. На фольгу накладывались сегменты из теплоизоляции 4. Для того чтобы зазор был вентилируемый, по верхней и нижней образующим паропровода через каждый метр в шахматном порядке устанавливались тонкостенные трубки 5 диаметром 12 мм, сообщающие зазор с атмосферой и снабженные заглушками, открывающимися при необходимости подачи воздуха в зазор. Длина участка с теплоизоляционным слоем специальной конструкции составляла 4 м. [c.22] Результаты контрольных испытаний (рис. 1.9) показали, что создание вентилируемого зазора позволило снизить скорость ползучести паропровода в 1,8 раза, что говорит об эффективности предложенного метода. [c.22] Создание высокоэкономичных энергоблоков на сверхкритические параметры пара требует для изготое-ления труб поверхностей нагрева и паропроводов более жаростойких и жаропрочных материалов, чем стали перлитного класса. К таковым, в первую очередь, относятся хорошо освоенные промышленностью стали аустенитного класса. Однако при практическом применении труб из аустенитных сталей для паропроводов и поверхностей нагрева энергетики и металлурги столкнулись с существенными трудностями. [c.22] Осмотрами сварных соединений аустенитных паропроводов на Черепетской ГРЭС и Челябинской ТЭЦ, работавших при температуре 580 С, установлено, что после 5000— 10 ООО ч эксплуатации на наружной поверхности сварных стыков появляются трещины различной формы [40] мелкое сетчатое растрескивание поверхности металла шва и основного металла (в зоне до 40 мм от линии сплавления) кольцевые трещины, параллельные линии сплавления, на расстоянии Т-Ю микрозерен от нее поперечные трещины в металле шва трещины в околошовной зоне и в металле шва, направленные под углом к оси последнего кольцевые трещины в основном металле, у конца усиления сварного шва или на расстоянии 10-15 мм от него. [c.23] на электростанциях США в главных паропроводах, выполненных из стали 347 (19% Сг, 9% N1, 1% МЬ) и работавших при температуре пара 565 °С, часто встречались трещины в околошовной зоне [42]. Например, из 55 сварных соединений на электростанции Севарен после 55 тыс. ч эксплуатации в 31 обнаружены трещины, имеющие межкристал-литный характер. [c.23] Из изложенного следует, что ускоренному разрушению в определенных условиях подвержены все стали аустенитНого класса, независимо от их химического состава. [c.23] До настоящего времени нет полной ясности о причинах склонности аустенитных сталей к локальнь1м разрушениям. [c.23] Существуют следующие точки зрения наличие в сварных соединениях дополнительных, не учитываемых расчетом, напряжений [45] недостаточная компенсация систем паропроводов [42] разница в прочности (под действием изгибающих нагрузок) основного металла и сварных соединений [46] ослабление околошовной зоны термическим циклом сварки [47] понижение пластичности оклошов-ной зоны как следствие процесса выделений дисперсных фаз [48]. [c.24] Различные мероприятия, направленные на повышение долговечности паропрю-водов, связанные с изменением технологии сварки, улучшением компенсации систем паропроводов, не дали ощутимых результатов. [c.24] Особый интерес в плане выяснения причин ускоренного разрушения сварных стыков представляет предположение, высказанное авторами работы [49]. На основании измерений, проведенных в зоне влияния сварки производственных стыков паропровода из стали 12X18Ht2T на расстоянии 0—5 мм от шва, было установлено, что в этйх зонах имеет место остаточная деформация, величина которой на различных стыках колеблется от 2,3 до 4,6%, что и является причиной ускоренного разрушения. [c.24] Результаты этих исследований позволили предположить, что причины рззрушв ний гибов и сварных стыков одни и те же и заключаются в неблагоприятном действии предварительной деформации, хотя ее появление обусловлено различными технологическими операциями. [c.24] С целью устранения действия этого фактора было предложено проводить термообработку гибов [50] и сварных стыков [49] (при температуре 1150 °С вместо 1100 С). Практика эксплуатации показала, что надежность сварных стыков, прошедших термообработку по предлагаемому режиму, повысилась в 1,6—2 раза. Количество случаев появления трещин глубиной 6 мм резко сократилось и оставалось на уровне около 10% в течение всего периода эксплуатации, в то время как у стыков без термообработки наблюдался резкий рост числа дефектных стыков и повреждаемость составляла 27% [51]. Однако путем термообработки не удалось предотвратить появления мелких кольцевых трещин и сетчатого растрескивания. [c.24] Обращает на себя внимание то, что возникновение трещин в элементах энергетического оборудования из аустенитных сталей, покрытых теплоизоляцией и работающих в условиях ползучести, происходит, в основном, на наружной поверхности сварного шва или околошовной зоны [52, 53]. При отсутствии же теплоизоляции разрушение возникает, как указывается в [56], вдали от сварного шва. Это позволяет выдвинуть предположение, что одним из факторов, обусловливающих ускоренное разрушение аустенитных паропроводов, является неблагоприятное действие на металл теплоизоляции в процессе эксплуатации. [c.24] Такая концентрация недостаточна, чтобы вызвать коррозионное растрескивание [59]. Повышение концентрации хлоридов на поверхности металла, прилегающего к слою теплоизоляции, можно отнести за счет влаги, смачивающей последнюю. Вода растворяет ионы хлора, содержащиеся в теплоизоляции, и транспортирует их к поверхности металла, где вода испаряется, и в итоге повышается концентрация хлоридов на поверхности металла [54]. Это предположение подтверждается результатами исследований, проведенными Дана [55]. Содержание хлоридов в слоях теплоизоляции, прилегающих к поверхности металла, составляло от 3 шо 5%, в то время как их содержание в основном теплоизоляционном материале было всего около 0,5%. Такой механизм роста концентраций хлоридов на поверхности металла может иметь место только в случае, когда в процессе эксплуатации оборудование, работающее под теплоизоляцией, периодически увлажняется. Но такие условия нельзя отнести к нормальным режимам эксплуатации. Остается допустить, что повышение концентрации хлоридов в теплоизоляции до уровня, достаточного для взаимодействия с поверхностью элементов из аустенитных сталей, может также происходить за счет поглощения теплоизоляцией хлоридов из воздушной среды [60]. [c.25] Однако, как указывается в работе [61], необходимым условием для протекания коррозионных процессов является наличие электролита. Это положение подтверждается тем, что при температурах ниже точки амерзания воды или при невозможности ее конденсации коррозия чрезвычайно мала. [c.25] Вернуться к основной статье