книги из ГПНТБ / Дудко С.И. Ремонт котлов отопительных котельных

ганцем (обыкновенные углеродистые стали), хромом, молибде­

редующихся пластинок мягкого почти чистого железа (ферри­ та) и твердого хрупкого карбида железа РезС (цементита). От

стали. Повышение содержания феррита уменьшает временное сопротивление на разрыв и увеличивает относительное удлине­ ние, а повышение содержания перлита увеличивает временное сопротивление на разрыв и уменьшает относительное удлинение.

Углерод и специальные примеси тормозят переход стали из одной модификации в другую. Увеличение содержания углеро­ да повышает твердость стали и предел ее прочности, но пони­ жает пластичность, ковкость и свариваемость.

Сера и фосфор являются вредными примесями, сильно ухуд­ шающими сплавы стали. Сера способствует поглощению кисло­ рода, содержание ее более 0,06% вызывает при ковке красно­ ломкость и ухудшает свариваемость. Фосфор понижает пластичность и способность переносить удары, делает металл холодноломким, хотя повышает временное сопротивление . 'Сера и фосфор придают химическую неоднородность составу, концент­ рируясь во внутренних зонах слитка, причем фосфор входит в твердый раствор железа и вредность его повышается с увеличе­ нием содержания углерода.

Кремний и марганец являются примесями обыкновенной углеродистой стали и по своему действию на углерод противопо­

кислителей уменьшают образование газовых пузырей в слитке и предотвращают образование и выделение газов.

Обыкновенные углеродистые нелегированные сорта котельной стали, особенно мягкие, обладают чувствительностью к дефор ­

склонностью к старению, высоким пределом текучести при вы­ соких температурах и большой сопротивляемостью ползучести.

При металлографическом исследовании применяется микро­ скопический метод, который сводится к рассмотрению структу­ ры образцов сплава после соответствующей подготовки шлифо­

наружены посторонние включения, получившиеся в процессе отливки слитка, и дефекты структуры, образовавшиеся от непра­

фосфаты, газовые включения, микротрещины и пр., а к дефектам структуры — Видманштеттова структура, зернистый перлит, структурно свободный цементит, строчечная структура, рекри­ сталлизация и пр.

Котельные материалы д о л ж н ы подвергаться приемным' испы­ таниям на механические свойства, химический состав и струк­ туру.

Механические свойства. Механические свойства металла от­ носятся, к числу основных его служебных свойств и определя­ ются главным образом испытаниями на растяжение, ударную вязкость, твердость, усталость и ползучесть.

При испытании металлов на растяжение определяются преде­ лы пропорциональности, упругости, текучести и прочности, а т а к ж е относительные удлинения и сужение.

Испытание образцов на ударную вязкость (способность ме­ талла противостоять ударной нагрузке) производится на маят­

Усталостное разрушение (разрушение металла под действием переменной нагрузки) нередко происходит при напряжении, меньшем предела текучести и предела упругости. Металл, испы­ тавший достаточно большое число переменных нагрузок «уста­ ет» и разрушается . Пределом усталости является максимальное напряжение, при котором переменная нагрузка может меняться неограниченное число раз .

Структурное изменение, возникающее при нагревах ниже кри­ тических температур и сопровождающееся укрупнением и рос-

том зерна в предварительно деформированной котельной стали, носит название рекристаллизации.

Пределом пропорциональности является максимальное напря­

грузке образца; пределом текучести — минимальное напряжение, при котором образец деформируется без увеличения нагрузки; пределом прочности — напряжение, соответствующее наиболь­ шей нагрузке при испытании образца, при которой он разру­

при повышенной температуре, происходят пластические дефор­ мации, постепенно увеличивающиеся д а ж е при небольших на­ грузках. Это явление носит название ползучести металла . До ­ пустимым пределом ползучести стали считается такое напряже ­ ние, которое за 100 000 ч работы вызывает увеличение линейных размеров детали не более чем на 1%.

Химические свойства. Воздействие окружающей среды на ме­ талл при обычных температурах и условиях вызывает в резуль­ тате химических соединений разрушение поверхности, называе­ мое коррозией. В практике котельных установок особое значе­ ние имеет коррозия, при которой происходит окисление металла кислородом. При повышении давлений пара и воды и повыше­

гнутье поверхность трубы усиленно окисляется кислородом и по­ крывается окалиной. Введением в сплав специальных, так назы­ ваемых легирующих добавок (кремний, хр'ом, молибден, никель и др . ), можно повысить сопротивление металла коррозии. Такой метод защиты обычно применяется в котлостроении для деталей, подверженных воздействию дымовых газов при высокой темпе­ ратуре.

Технологические свойства. При изготовлении заготовок дета­

лей слитки металла проходят различную обработку: прокатку, ковку, сверловку, обточку и сварку.

При холодной деформации металла изменяются его свойства (наклеп) . При этом повышаются предел прочности и твердость; одновременно снижаются относительные удлинение и сужение и ударная вязкость металла . П р и излишне сильном наклепе в металле появляются трещины и он становится непригодным. Именно поэтому холодная правка металла д о л ж н а произ­ водиться осторожными и умеренными по силе ударами по раз­ ным местам, чтобы не вызывать чрезмерного наклепа. Наклеп

появляется не только после, ударов, но и при воздействии силь­ ным давлением: при прокатке холодных или недостаточно нагре­ тых листов через валки металл теряет пластичность. Наклепа не получается, если обрабатывать (ковать, давить, прокатывать) металл в нагретом выше определенной температуры состоянии. Полученный наклеп можно устранить путем термообработки.

Металл может пластически деформироваться, т. е. изменять свою форму под действием давления или ударов (ковочные мо­ лоты) и сохранять эту измененную форму, не разрушая и не те­ ряя своих первоначальных механических свойств. Это свойство металла называют ковкостью. В нагретом состоянии металл ку­ чатся значительно лучше. Большое значение для ковкости имеет химический состав металла: чем меньше в стали углерода и ле­ гирующих элементов, тем лучше он куется.

(большинство примесей отрицательно влияет на свариваемость), теплопроводностью, величиной усадки, коэффициентом тепло-

'вого расширения и т. д. Свариваемость зависит от содержания углерода: чем меньше углерода в сталях, тем лучше они сва­ риваются. Большое влияние ыа свариваемость оказывает при­ сутствие некоторых специальных (легирующих) элементов в ме­ талле.

Применение материалов д л я работы с параметрами, превышаю ­ щими установленные для них, а т а к ж е применение других ма­ териалов может быть допущено министерством, в ведении кото­

жительных заключений соответствующих научно-исследователь­ ских организаций по металловедению, сварке и котлостроению.

Качество и свойства материалов и полуфабрикатов должны удовлетворять требования соответствующих ГОСТов и ТУ, что

стойкость при температуре 500° С ) , полученные путем испытаний образцов из промышленных плавок стали рекомендуемой мар­

прочностных характеристик стали от температуры, однако ин­ тервалы температур д о л ж н ы быть не более 50° С. Величина от­ ношения предела текучести к пределу прочности стали для всех

ляться мартеновским способом или в электропечах. Область

применять из спокойной стали, выплавленной мартеновским спо­ собом или в электропечах. Область применения труб из стали различных марок, объем и виды обязательных испытаний долж ­ ны соответствовать указаниям, приведенным в табл. 11.

Применение сверленых из поковок труб, поставляемых по

Применение труб с продольным сварным швом из стали ма­ рок, указанных в' табл . 11, разрешается при поставке труб по специальным техническим условиям, согласованным с Госгортех-

табл. 12. Мелкие поковки и детали, штампованные из листовой стали, должны удовлетворять требования к листовой стали.

Л и т ы е ф а с о н н ы е д е т а л и должны отливаться из ста­ ли, выплавленной мартеновским способом или в электропечах.

заниям, приведенным в табл. 13. Количество испытываемых от­

му испытанию пробным давлением, установленным ГОСТ 356—68

метрах. Количество испытываемых паром отливок устанавли­ вается техническими условиями или заводом-изготовителем от­ ливок.

группа В) с проведением испытаний металла согласно требова­

следует изготовлять из стали марок, указанных в ГОСТах на фланцы и табл . 14 с соблюдением условий применения по тем­ пературе и давлению рабочей среды. Применение кипящей ста­ ли дл я крепежных деталей элементов котлов не допускается. Виды и нормы испытаний качества стали д о л ж н ы отвечать тре­

вателей и экономайзеров допускается применять в следующих

д л я предохранительных и обратных клапанов и запорных уст­ ройств в зависимости от рабочего давления, температуры и ус­ ловного прохода согласно табл . 15; применение спускной и про­ дувочной арматуры из серого чугуна запрещается;

кого чугуна не ниже марки КЧ-30-6 по ГОСТ 1215—59; для штуцеров и корпусов предохранительных клапанов и пи­

тательных коробок локомобильных и паровозных котлов с ра­ бочим давлением не более 15 ати— из модифицированного чу­

майзеров, установленных v котлов с рабочим давлением не более 23 а г а — и з чугуна марки СЧ-12-28 по ГОСТ 1412—70.