книги из ГПНТБ / Сичиков, М. Ф. Металлы в турбостроении

Наиболее часто подшипники заливают вручную и на центро­ бежных машинах. Вручную обычно заливают каждую половину вкладыша отдельно. Центробежной заливке подвергают вращаю­ щийся вокруг своей оси на специальном станке вкладыш в сборе. Центробежная заливка дает возможность получить плотный, сво­ бодный от раковин и пористости баббит, так как центробежные силы отжимают жидкий баббит в процессе заливки и первого этапа охлаждения к внутренней поверхности заливаемого вкладыша.

Интенсивное перемешивание баббита в процессе охлаждения при центробежной заливке обеспечивает равномерное распределе­ ние твердых кристаллов в общей массе сплава. Практикуется также заливка вкладышей под давлением (поршнем) на специаль­ ной установке. Перед заливкой баббитом вкладыши подшипников очищают от грязи, обезжиривают, промывают горячей водой и после обработки флюсом подвергают лужению заливаемые поверх­ ности для более плотного соединения баббита с вкладышем.

Поверхность металла хорошо залитого вкладыша должна быть гладкой, серебристой, блестящей, а его излом — мелкозернистым и однородным. Если допущен перегрев баббита при заливке, то вид поверхности не будет отвечать указанным требованиям: цвет металла в таких случаях темно-серый или синеватый, а его излом — крупнозернистый. Подобный излом наблюдается в тех случаях, когда охлаждение баббита при затвердевании происхо­ дит замедленно. Как показал опыт заливки подшипников, важней­ шую роль в обеспечении высокого их качества играет чистота по­ мещения, оборудования и применяемых приспособлений, а также чистота окружающего воздуха.

Опыт борьбы с браком при заливке подшипников свидетель­ ствует о том, что никакие мероприятия не давали решительного улучшения качества заливки до тех пор, пока не была обеспечена исключительная чистота. Поэтому отделение заливки подшипников должно быть светлым и хорошо вентилируемым. Все материалы следует помещать в чистых ларях с плотными крышками. Приме­ няемые приспособления для перемешивания и заливки баббита необходимо лудить и содержать в образцовой чистоте.

Качество заливки подшипников контролируют химическим анализом и металлографическим исследованием. Проверяют также плотность соединения баббита с корпусом вкладыша. Для исследования качества баббита предусматривают специальный припуск по длине заливки. Из этого припуска берут стружку для химического анализа, образцы для макро- и микроскопичес­ кого исследований. При простукивании молотком баббитовой за­ ливки звук должен быть звонким. В случаях плохого соединения баббита с корпусом звук становится дребезжащим или глухим.

Для проверки плотности соединения баббита с корпусом при­ меняют керосиновую пробу. Вкладыш полностью погружают в ванну с керосином или обильно смачивают им торцы и плоскости разъема. Затем керосин насухо вытирают, после чего баббит

272

сильно прижимают руками или струбцинами к корпусу. Керосин, проникший в неплотности соединения, при этом выступает на­ ружу, позволяя обнаружить эти места. Вкладыши, не удовлетво­ ряющие предъявляемым к ним требованиям, бракуют. Баббит из таких вкладышей выплавляют, после чего проводят повторную заливку.

Колодки упорных подшипников и гребенчатые подшипники заливают баббитом обычно вручную. Требования к подготовке, лужению, заливке такие же, как и при центробежной заливке опорных подшипников.

На вкладышах и колодках упорных подшипников после' за­ ливки могут обнаружиться раковины, поры и другие дефекты. Если глубина дефектов превышает припуски на механическую обработку и раковины или пористость остаются на поверхности баббита после чистовой обработки вкладыша, то можно применять исправление дефектов местной наплавкой или напайкой баббитом. Поврежденные участки баббита для этого предварительно засверливают или подрубают до свободной от дефектов поверх­ ности и зачищают до металлического блеска. В качестве приса­ дочного материала применяют прутки из баббита. Необходимо следить, чтобы поверхность прутков была свободной от загряз­ нений.

Ацетилено-кислородной горелкой или паяльником нагревают поврежденный участок вкладыша или колодки до начала оплавле­ ния поверхности баббита, после чего в полость дефекта вводят рас­ плавляемый присадочный материал. В зависимости от глубины дефекта можно напаивать баббит в один или несколько слоев. Подобным методом исправляют и вкладыши с частичным отстава­ нием баббита по разъему. При этом баббит вырубают до металла корпуса, поверхность вырубленного участка смазывают хлористым цинком, протравленным соляной кислотой, и покрывают оловом. Затем в вырубленный участок вводят присадочный материал. При расплавлении баббитового присадочного прутка не следует вво­ дить его в ядро пламени горелки.

ЦВЕТНЫ Е СПЛАВЫ И НЕРЖАВЕЮЩ ИЕ СТАЛИ

КОНДЕНСАТОРНЫХ ТРУБОК

Трубки конденсаторов паровых турбин находятся в процессе эксплуатации под постоянным воздействием охлаждающей воды, протекающей в трубках и омывающей их внутренние поверхности, и водяного пара, поступающего в корпус конденсатора и конденси­ рующегося при охлаждении. Охлаждающая вода характеризуется значительным разнообразием по общему содержанию солей, за­ грязнению стоками с агрессивными примесями (аммиак, серово­ дород и др.), наличию абразивных (песок, зола) и других механи­ ческих примесей. Охлаждающая вода может вызывать корро­ зию конденсаторных трубок с внутренней их поверхности. Осо­

бенно агрессивное коррозионное воздействие оказывает охла­ ждающая морская вода.

Конденсирующийся пар может содержать аммиак в резуль­ тате осуществляемого на электростанциях подщелачивания пита­ тельной воды котлов. Конденсат с достаточно высоким содержа­ нием NH3 может способствовать развитию коррозии конденсатор­ ных трубок с наружной поверхности. Наблюдается и так называе­ мая ударная коррозия — повреждение входных концов конден­ саторных трубок поступающей в них водой, в которой находятся

Рис. 62. Латунная конденсаторная трубка с участками, подвергшимися обесцинкованию

пузырьки воздуха. При входе в трубку струя воды суживается, создается вихревое ее движение; совместное ударное действие струи воды и пузырьков воздуха вызывает коррозионно-эрозион­ ное разрушение.

Одно из часто встречающихся коррозионных повреждений тру­ бок конденсатора — обесцинкование; на рис. 62 показаны такие участки в латунной конденсаторной трубке. Следовательно, металл трубок конденсаторов должен быть устойчив против кор­ розии в указанных условиях.

Трубки конденсаторов изготовляют из цветных металлов и сплавов — меди, латуни разных марок, медноникелевых сплавов, алюминия и его сплавов и др.; расширяется применение в каче­ стве металла для этих трубок нержавеющих сталей аустенитного класса. На отечественных электростанциях до последних лет наиболее широко использовали для пресной охлаждающей воды трубки из латуни Л68, а для морской воды — из оловянистой

274

•78. Металлы и сплавы, рекомендуемые для конденсаторных трубок

взависимости от характеристики охлаждающей воды

7.Зона воздухоохладителя (при закритических параметрах пара):

бин, нормально работающим со средней за наиболее жаркую декаду температурой охла­ ждающей воды на выходе, не превышающей 45° С. 2. Для блоков с прямоточными кот­ лами следует применять конденсаторные трубки из металла для следующей (более высо­ кой) ступени содержания солей в охлаждающей воде. 3. Трубки из нержавеющей стали в настоящее время проверяют на различных водах; широкое их применение намечается

меняют трубки из медноникелевого сплава МНЖ5-1. Всесоюзный теплотехнический институт им. Ф. Э. Дзержин­

ского на основе лабораторных исследований, обобщения многолет­ него опыта эксплуатации конденсаторных трубок на большом коли­ честве электростанций, изучения случаев их повреждений, а также анализа зарубежного опыта разработал рекомендации по применению конденсаторных трубок из различных металлов в за­ висимости от характеристик охлаждающей воды. В табл. 78 при­ ведены рекомендованные металлы для воды с различным содержа­ нием солей (от чистой речной или озерной с содержанием солей менее 300 мг/кг до морской с содержанием солей более 10 000 мг/кг) и разной степенью загрязнения стоками, взвесями, абразивными примесями в виде песка, золы и пр.; оговорены также допустимые скорости движения воды в трубках.

Рекомендации предусматривают дальнейшее использование трубок из латуни различных марок. Существенно расширяется применение латуней, содержащих в небольших количествах (0,04— 0,08%) мышьяк. Как показали исследования и эксплуатация, латуни, ингибированные мышьяком, характеризуются значительно более высокой коррозионной стойкостью, чем латуни, в составе которых нет мышьяка. Для работы на охлаждающей воде с солесодержанием выше 1500 мг/кг при различной степени загрязнения стоками, взвесями и абразивными примесями в качестве металла конденсаторных трубок рекомендованы две марки медноникеле­ вых сплавов МНЖ5-1 и МН70-30. Применяют также трубки из нержавеющих сталей, но необходимо дальнейшее изучение их поведения в условиях различных охлаждающих вод. Отметим, что на электростанциях США все шире применяют трубки из нержавеющей стали. В табл. 79 приведены химический состав

276

277

гексагональная; ав — 15 кгс/мм3 при показателях пластичности, как у отожженной меди.

Медь и цинк образуют сплавы — латуни; при содержании цинка до 39% сплав представляет собой твердый раствор цинка в меди с решеткой, аналогичной решетке меди, — гранецентри­ рованной кубической. В латунях цинк способствует повышению их прочности, твердости и пластичности. Наибольшей пластич­ ностью обладают однофазные ос-латуни, в которых около 30% цинка, их легко обрабатывать давлением в холодном и горячем состоянии.

При содержании цинка более 30% в сплавах медь—цинк обра­ зуются твердые растворы: ß-латунь с решеткой объемно-центри­ рованного куба; у-латунь со сложной кубической решеткой; ^-латунь с гексагональной решеткой. Для ß-латуни характерна высокая прочность (ав ^ 42 кгс/мм2) при относительно низкой пластичности (б «=< 7%). Весьма хрупкой является у-латунь. Переход через границу однофазной а-латуни связан со значи­ тельным снижением пластичности.

Практическое применение находят латуни с содержанием цинка не более 43% и структурой а или а + ß (при сравнительно небольшом содержании ß-фазы). Однофазные латуни хорошо обра­ батываются давлением в горячем и холодном состоянии, обладают более высокой коррозионной стойкостью, чем медь. При этом латуни дешевле меди, так как цинк дешевле меди. В процессе хо­ лодной деформации — прокатки, протяжки, волочения — латуни получают наклеп, повышающий их прочность и снижающий пластичность. Для снятия наклепа латунь отжигают при 600— 700° С.

Для повышения коррозионной стойкости, механических и дру­ гих свойств в состав латуни вводят олово, никель, железо, алюми­ ний, марганец и др. Такие латуни относят к категории спе­ циальных.

Для изделий из латуни, в которых после технологического про­ цесса их изготовления имеют место внутренние напряжения, ха­ рактерна склонность к растрескиванию. В конденсаторных труб­ ках наблюдается явление самопроизвольного растрескивания (иногда называемого «сезонным растрескиванием»). Трещины образуются в трубках с течением времени без воздействия какихлибо внешних сил, например при хранении на складе. Трещины этого рода бывают продольные или под углом к оси трубки, реже — поперечные. Причина произвольного растрескивания —■ внутренние напряжения, для снятия которых рекомендуется хо­ лодно-деформированную латунь отжигать при 200—350° С в те­ чение нескольких часов.

Для проверки конденсаторных трубок на склонность к само­ произвольному растрескиванию на отрезках трубок проводят ртутную или аммиачную пробу. Отрезанные от трубок кольца помещают в ртутную амальгаму или в среду паров аммиака на

278

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.Антикайн П. А. Металловедение. М ., «Металлургия», 1972 . 256 с.

2.Баландин Ю. Ф. Термическая усталость металлов в судовом энергомашино­ строении. «Судостроение», 1967. 272 с.

3.Берман Л. Д. Рекомендации по выбору материала трубок для конденса­

торов и подогревателей. — «Теплоэнергетика», 1969. № 5, с. 86—88.

4.Блантер М. Е. Металловедение и термическая обработка, М ., Машгиз, 1963, 416 с.

5.Болховитинов Н. Ф. Металловедение и термическая обработка. М ., «Ма­ шиностроение», 1965. 504 с.

6.Борздыка А. М. и Латышев Ю. В. Изыскание сталей и сплавов для ста­

ционарных и транспортных турбинных установок. — «Теплоэнергетика», 1963,

№6, с. 16— 20.

7.Борздыка А. М. и Цейтлин В. 3. Термическая обработка жаропрочных сталей и сплавов. М ., «Машиностроение», 1964. 247 с.

8.Бушуев М. Н. Технология производства турбин. Л ., «Машиностроение», 1966. 416 с.

9.Влияние влажности на коэффициент полезного действия ступеней низ­

кого давления мощных турбин. — «Теплоэнергетика», 1970, № 6, с. 35—38. Авт.: Кириллов И. И ., Косяк Ю. Ф ., Носовицкий А. И ., Нахман Ю. В ., Зильбер Т. М.

10.Герман С. И. Устранение дефектов в литье электросваркой. Харьков, «Прапор», 1969.. 71 с.

11.Гуляев А. П. Металловедение. М ., «Металлургия», 1966. 480 с.

12.Гуляев А. П. Термическая обработка стали. М ., Машгиз, 1960.

496с.

13.Гуляев В. Н. Металл в теплоэнергетических установках. М ., «Металлур­ гия», 1969. 374 с.

14.Гуляев В. Н ., Лужнов М. И. К вопросу выбора материала для трубок

конденсатора. — «Теплоэнергетика», 1964, № 3, с. 66— 70.

15.Десницкий В. П. Производство легированных стальных отливок для энер­ гомашиностроения. Л ., Машгиз, 1961. 200 с.

16.Доклады научно-технической конференции по итогам научно-исследо­

вательских работ за 1966— 1967 гг. (Московский энергетический институт. Сек­ ция энергомашиностроения. Подсекция технологии металлов). П одред. М. П. М арковца, М ., МЭИ, 1967. 164 с.

17.Дрозд М. С. Определение механических свойств деталей без разрушения.

М., «Металлургия», 1965. 171 с.

18.Жаропрочные материалы для энергомашиностроения. П одред. И. Р. Крянина. М ., ОНТИ ЦНИИТМАШ , 1960. 140 с. (Труды ЦНИИТМАШ а, № 9).

19. Жаропрочные материалы для энергомашиностроения. Под ред. И. Л . Миркина. М ., ОНТИ ЦНИИТМАШ , 1962. 120 с. (Труды ЦНИИТМАШ а,

№29).

20.Жаропрочные материалы для энергомашиностроения. Под ред. И. Л . Мир­ кина. М ., ОНТИ ЦНИИТМАШ , 1963. 64 с. (Труды ЦНИИТМАШ а, № 38).

21.Жимерин Д. Г. Состояние и перспективы развития теплоэнергетики. — «Теплоэнергетика», 1970, № 6, с. 2 —4.

280

22. Зайцев Г. Ф ., Фараджов Р. М. Выносливость стали при одновременном действии двух нагрузок различных частот. — «Вестник машиностроения», 1969,

№4, с. 8 — 10.

23.Земзин В. Н. Сварные соединения разнородных сталей. Л ., «Машино­ строение», 1966. 232 с.

24.Земзин В. Н. Жаропрочность сварных соединений. Л ., «Машинострое­ ние», 1972. 272 с.

25.Земзин В. Н ., Френкель Л. Д . Сварные конструкции паровых и газовых турбин. Л ., Машгиз, 1962. 224 с.

27.Иванова В. С. Усталостное разрушение металлов. М ., «Металлургия», 1963, 272 с.

28.Иванова В. С., Воробьев Н. А. О возможности залечивания поврежден­ ного материала путем восстановительной термообработки. — «Теплоэнергетика»,

1967, № 9, с. 17— 21.

29.Иванова В. С., Гордиенко Л. К- Новые пути повышения прочности ме­ таллов. М ., «Наука», 1964. 118 с.

30.Исследование жаропрочных материалов для теплоэнергетики. Под ред.

И. Л . Миркина и Л. П. Трусова. М ., ОНТИ ЦНИИТМАШ , 1969. 158 с. (Труды ЦНИИТМАШ а, № 87—88).

31.Исследование конструкционных материалов для энергомашинострое­ ния. Под ред. А. В. Станюковича. Л ., ОНТИ ЦК.ТИ, 1971. 224 с. (Труды ЦКТИ им. Ползунова. Вып. 105).

снижения эрозии влажнопаровых ступеней. — «Теплоэнергетика», 1970, № 4,

с.24—27.

36.Ковалевский М. М. Качественная оценка конструкций паровых турбин. Свердловск, Машгиз, 1963. 291 с.

37.Конторовский А. 3 ., Васючкова К. И ., Кузнецова Т. П. Старение

важнейший фактор повышения его надежности и долговечности. — «Теплоэнер­ гетика», 1966, № 4, с. 3—6.

43. Ланская К- А. Жаропрочные стали. М ., «Металлургия», 1969,

246с.

44.Ланская К- А. Структура и свойства сталей для котлов высоких и сверх­ высоких параметров. — «Теплоэнергетика», 1963, № 6, с. 2 —6.

45.Ланская К- А. Некоторые вопросы надежности работы жаропрочных сталей в энергетических установках. — «Теплоэнергетика», 1969, № 5, с. 2 —6,

46.Лахтин Ю. М. Металловедение и термическая обработка металлов. М ., «Металлургия», 1969. 446 с.

47.Левин А. В. Рабочие лопатки и диски паровых турбин. Госэнергоиздат, 1953. 624 с.

281