ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Анализ причин повреждений котлов и трубопроводов и некоторые типичные дефекты из "Металлы и расчет на прочность котлов и трубопроводов Издание 3 " Анализ повреждений проводится для установления причин их возникновения, выработки предложений по объему и технологии ремонта, а также для разработки рекомендаций по предупреждению возникновения аналогичных повреждений в процессе дальнейшей эксплуатации. Возможны случаи, когда в результате исследований будет сделан вывод о нецелесообразности ремонта объекта и о необходимости замены его новым или коренной реконструкции. [c.300] Исследования повреждения целесообразно начинать с осмотра детали на месте, до ее вырезки или ремонта. Если позволяют условия, то следует место повреждения (дефект) сфотографировать. Необходимо четко зафиксировать место расположения дефекта и его ориентацию (для поверхности нагрева — по высоте, расстоянию от стенки лобовая или тыльная образующая и др.). [c.300] Большую помощь в определении причины разрушения может оказать сравнение внешнего вида излома с исследованными ранее случаями, в частности с описанными в технической литературе. Важен систематический обзор дефектов металлургического производства в слитках, толстом листе, прутковой стали, штамповках и трубах. [c.301] Примером может служить атлас дефектов [41]. Атлас содержит большое количество иллюстраций, а также анализ причин возникновения дефектов и рекомендации по их предупреждению. Анализу вида изломов в связи с причинами разрушения посвящена книга Фридмана и др. [123] (к сожалению, в ней не учитывается возможное коррозионное и эрозионное воздействие внешней среды). Анализ повреждений сосудов и трубопроводов в промышленности США приводится в [74]. [c.301] Влияние качества металлургических полуфабрикатов, выполнения технологических операций и условий эксплуатации на надежность элементов котлов и трубопроводов на основе отечественного опыта отражено в [8, 32, 37]. [c.301] При разрушении трубы или листа из-за дефектов металлургического производства, а также при разрушении сварных соединений из-за больших технологических трещин, непроваров, подрезов или шлаковых включений причину повреждений установить легко. Свищи и разрывы образуются непосредственно по дефектам. Поверхности несплошности в месте заката, трещины металлургического производства или горячей трещины в сварном шве покрыты окалиной. От них начинаются свежие изломы. Деформация в месте разрушения минимальная, так как сечение сильно ослаблено дефектом, который также играет роль концентратора напряжений. Часто в металле, прилегающем к месту разрыва, наблюдается скопление неметаллических включений. [c.301] Обследование повреждения желательно проводить сразу после обнаружения дефекта, так как со временем возможно окисление изломов или механическое удаление оксидов (например, валиков оксидов, выступающих из трещин). [c.301] Если излом окислился, то его можно освежить специальным травлением, в результате которого четко обозначаются более темная окисленная зона замедленного разрушения и более светлая зона дорыва. Методики осветления изломов изложены в [62]. [c.301] Определенную помощь в установлении причин повреждений приносит измерение геометрических размеров трубы или листа. При превышении давления или кратковременном значительном перегреве сверх допустимых по расчету происходит большая пластическая деформация. [c.301] При длительном перегреве по сравнению с расчетной температурой разрушение сопровождается незначительным увеличением диаметра в месте разрыва и небольшим утонением кромок, а на лобовой образующей наружной поверхности появляется сетка продольных трещин. [c.302] Разрушения труб в эксплуатации могут происходить также и при замерзании в них воды. Это случается при ремонтах и монтаже в зимних условиях. Чаще повреждения труб от размораживания наблюдаются на трубах экономайзеров, в цедре-нируемых трубах пароперегревателей. [c.302] При повреждении деталей от размораживания периметр их увеличивается мало, разрыв, как правило, хрупкий, располагается вдоль трубы. Структурных изменений не наблюдается. [c.302] При многоцикловом нагружении, коррозионном или корро-зионно-механическом разрушении макроскопическая деформация практически отсутствует. Коррозия вызывает местное уменьшение толщины стенки с образованием на поверхности продуктов коррозии. Эрозия также вызывает утонение стенки, но при этом продукты износа уносятся потоком разрушающей сре.г ы. Измеренные толщины стенок и диаметры следует наносить на схему поврежденного участка сравнивать их необходимо с требованиями технических условий на поставку трубы, листа и пр. [c.302] При необходимости получения экспресс-заключения образцы металла отбирают сразу для механических испытаний и химического анализа. Если из изделия вырезан кусок металла с повреждением, то эта задача относительно легкая. Следует только предусмотреть, чтобы на изготовление образцов для механических испытаний и образцов для спектрального анализа или стружки для химического анализа не использовать металл, который может дать ценную информацию при металлографическом исследовании. [c.303] Иногда поврежденный участок металла не вырезают. Его выбирают и подваривают. Но при этом требуется исследовать механические свойства металла, химический состав и микроструктуру. Аналогичная ситуация иногда возникает при обследовании барабанов долго работавших котлов. В этом случае из обечайки сосуда или барабана вдали от сварных швов, полей отверстий под трубы или других концентраторов напряжений вырезают механическим способом диск диаметром около 100 мм так, чтобы затем на его место можно было бы установить заглушенный штуцер с внутренним диаметром менее 100 мм. В этом случае согласно Правилам по котлам [1] рентгенографический или ультразвуковой контроль сплошности шва не требуется. Диск обычно высверливают по контуру или вырезают специальной корончатой фрезой. Из него изготавливают образцы.. [c.303] При необходимости исследования только химического состава стружку набирают путем засверловки или фрезерования. Если при этом толщина стенки меньше предельной толщины, требуемой по условию прочности, или возникает опасная концентрация напряжений, то производят подварку места выборки электродуговой сваркой. Усиление подварки целесообразно снять механической обработкой заподлицо с основным металлом. [c.303] Контроль микроструктуры можно выполнить прямо на изделии, применяя переносной микроскоп или используя метод реплик. [c.303] Если металл работает при температуре не выше 250° С, то можно ограничиться исследованиями механических свойств при комнатной температуре. Если температура эксплуатации металла выше 250° С или если повреждение произошло при минусовой температуре, то необходимо проверить механические свойства металла при этих температурах. [c.303] Как правило, механические испытания включают определение твердости металла, испытания на растяжение с определением временного сопротивления, предела текучести (физического или условного), относительного удлинения и поперечного сужения, а также испытания на ударную вязкость (обычно на образцах с круглым надрезом радиусом 1 мм). [c.303] Вернуться к основной статье