4. Производство ремонтных работ

4.1. Требования к материалам.

Материалы, применяемые для ремонта котлов должны соответствовать требованиям рабочей конструкторский документации, ГОСТов и ТУ, ОСТ 108.030.133-84 - «Элементы трубные поверхностей нагрева паровых котлов давлением менее 4 МПа, водогрейных котлов и котлов-утилизаторов. Технические требования, приемка и методы контроля», СНиП 111-18-75 «Стальные конструкции», СНиП 3.03.01-87 «Несущие ограждающие конструкции», а также Правилам по котлам.

Качество материалов должно быть подтверждено сертификатами.

Материалы, из которых изготовлены основные узлы и детали котлов, приведены в их паспортах. Допускается замена материалов на материалы, разрешенные Правилами по котлам (Приложение 7).

При отсутствии полных данных в сертификатах завода- изготовителя следует провести все недостающие испытания в соответствии с государственными стандартами и техническими условиями на поставку этих материалов. Применение материала решается в порядке, установленном Правилами по котлам.

Перед началом сварочных работ электроды должны быть прокалены при температуре 350-400°С в течение двух часов и проверены их следующие технологические свойства:

• дуга должна легко, зажигаться и стабильно гореть на рекомендованных паспортом режимах тока;

• покрытие должно плавиться равномерно, а шлак легко отделяться;

• металл шва не должен содержать трещин и поры.

К сварке и наплавке при ремонте барабанов допускаются дипломированные сварщики, аттестованные в соответствии с Правилами по котлам. Перед началом работы на барабане сварщики должны пройти специальный инструктаж и отработать технику сварки на образцах, имитирующих реальные условия работы.

4.2. Ремонт поверхностей нагрева и трубопроводов в пределах котла.

4.2.1. Демонтаж.

Демонтажу подлежат трубы поверхностей нагрева и трубопроводы в пределах котла или их участки, выработавшие свой ресурс или имеющие повреждения и дефекты, превышающие допустимые величины и не устраняемые ремонтом на месте установки, а также заглушенные, укороченные или восстановленные по временным схемам в период проведения текущих ремонтов.

Удаление дефектной котловой трубы производить в следующем порядке:

1. С помощью газовой резки отрезать трубу на расстоянии 5 -10 мм от поверхности барабана или коллектора, не надевая поверхности последних, и удалить трубу из котла.

2. Используя приспособление (например, СПРУТ 21) смять оставшуюся в барабане развальцованную часть трубы (колокольчик) и удалить из трубного гнезда. Если труба приварена к барабану, срезать сварной шов и остатки трубы при помощи шлифмашинки (например, ВА-1400, Болгария), не повреждая поверхности барабана.

3. На коллекторе к оставшейся внутри части трубы приварить проволоку Ø 6 мм с ручкой на конце, удалить сварной шов шлифмашинкой и выдернуть остаток трубы из коллектора.

4. Для замены дефектной трубы, расположенной внутри конвективного пучка, удалить трубы поперечного ряда перед дефектной трубой.

При удалении дефектного участка трубопровода в пределах котла газовую резку производить на расстоянии не менее 100 мм от поврежденного участка, а от начала гиба и от ближайшего сварного шва - не менее 70 мм.

После вырезки дефектных участков трубы или отрезки трубы от коллектора, оставшиеся концы труб, а также отверстия коллектора должны быть временно закрыты заглушками.

4.2.2. Подготовка, труб к сварке

Концы котловых труб, оставшихся после вырезки дефектных участков, должны быть зачищены до полного удаления коррозии и продуктов резки снаружи и внутри на длину не менее 10 мм с шероховатостью не ниже Rz80 (см. Приложение III. рис. 1). Обработку и зачистку кромок труб под сварку осуществлять механическим способом или газовой резкой с последующей зачисткой кромок режущим или абразивным инструментом до удаления следов огневой резки. Угол скоса (фаска) и величина притупления кромок после обработки должны быть проверены с помощью шаблона.

Плоскость торца трубы после обработки кромок должна быть перпендикулярна продольной оси трубы. Проверку допуска перпендикулярности (0,5 мм при внутреннем диаметре до 6З мм, 1 мм при внутреннем диаметре 66-125 мм) осуществлять поверочным угольником (П. 111. рис.2).

Резка новых труб на заготовки должна производиться механическим способом или газовой резкой с последующей зачисткой кромок.

При подготовке нового отрезка трубы для замены вырезанного участка, длина вставки должна составлять:

L_вст=l₁-(3±1) мм. но не менее 50 мм; где l₁ - расстояние между обработанными торцами оставшихся труб после вырезки дефектного участка.

При сборке труб под сварку (П.111,рис.З) должны быть выдержаны условия:

величина зазора в стыке - 1,5±0,5 мм;

допуск смещения «т» внутренних кромок в собранном стыке не более 0,5 мм при толщине стенок труб до 10 мм;

в стыковых сварных соединениях деталей различной номинальной толщины должен быть обеспечен плавный переход от одной детали к другой путем постепенного утонения, более толстостенной детали с углом наклона каждой из поверхностей перехода не более,15°;

разница наружных диаметров стыкуемых труб не более 1 мм; допуск прямолинейности осей стыкуемых труб не более 1 мм;

допуск прямолинейности осей стыкуемых труб «К» не более 1,5 мм при сборке и не более 3 мм после сварки (П.III, рис,4). Указанный допуск проверяется с помощью специальной линейки длиной 400 мм и щупа на расстоянии 200 мм от середины зазора или сварного шва в трех-четырех точках по окружности трубы.

При стыковой сварке труб между собой тип сварного шва С17 ГОСТ16037-80.

При подготовке трубы под сварку для установки её в коллектор конец трубы должен быть зачищен на длину 25 мм. Поверхность вокруг трубного отверстия коллектора зачищается шлифмашинкой на ширину 15-20 мм до металлического блеска. Внутреннюю, поверхность стенки коллектора в трубном отверстии зачистить вручную наждачной бумагой. При сварке труб с коллекторами тип сварного соединения У17 ГОСТ16037-80.

4.2.З. Вальцевание труб.

Концы труб, предназначенных для соединения с барабаном вальцеванием, должны быть отожжены. Отжиг производить путем нагрева конца трубы на длину 200-250 мм до температуры 600-660°С (коричнево-красный цвет металла) с последующим охлаждением в песке или слоем асбестового картона.

Перед установкой для развальцевания концы труб зачистить до металлического блеска снаружи на длину не менее трехкратной толщины барабана. Продольные и спиральные риски на наружной поверхности конца трубы не допускаются. Могут иметь место отдельные поперечные риски глубиной не более 0,1 мм. Внутренние поверхности концов труб должны быть очищены от грязи, ржавчины, окалины на длину 100±10 мм.

Подготовленные трубы подвергнуть продувке сжатым воздухом с целью удаления из них посторонних предметов и металлических опилок после зачистки концов.

Поверхность трубных отверстий барабанов перед установкой труб, после зачистки не должна иметь продольных рисок, раковин, забоин, задиров и заметных на ощупь шероховатостей. Допускаются соединенные кольцевые риски глубиной не более 0,1 им. Шероховатость поверхности после выборки дефектов в трубных отверстиях не должна превышать Rz40. Острые кромки отверстий должны быть притуплены.

Допускаемая разность диаметров между трубным отверстием барабана и устанавливаемой трубой не более 2 мм. Допускаемая овальность трубных отверстий не более 0,4 мм.

После установки труб в отверстия барабанов, высота колокольчиков должна быть в пределах 7..25 мм (при радиальном вводе труб).

Крепление труб вальцеванием характеризуется степенью развальцовки Ср.

Ср=(Дк-Дн)/До х 100%. где:

Дк - внутренний, диаметр трубы после окончания вальцевания;

Дн - начальный внутренний диаметр трубы;

До - диаметр трубного отверстия барабана. ,

Оптимальная степень развальцовки должна находиться в пределах 1,0 - 1,9%.

Процесс вальцевания заканчивается, когда выбран весь зазор между трубой и отверстием, труба перестает шататься в отверстии и при легком постукивании молотком труба издает чистый звук без дребезжания.

Выступающие концы труб необходимо раздать бортовочной вальцовкой на конус с углом 30° ± 1 °. Нижние края бортовочных колокольчиков должны быть на 2-3 мм шире кромок отверстий барабана.

Раковины, трещины на поверхности колокольчиков после развальцовки не допускаются.

В случаях, когда разность диаметров и овальность трубных отверстий превышает 2 мм и 0,4 мм или после двухразовой подвальцовки не достигается необходимая плотность соединения, допускается сварка с барабаном с внутренней стороны барабана.

4.2.4. Устранение дефектов трубной системы.

Замену труб или трубных концов производить в случае, когда труба перевальцована и подвальцовка не дает надлежащего эффекта, трубы имеют продольные и спиральные риски, отверстие имеет овальность более допустимой, толщина стенки трубы в трубном отверстии барабана в результате неоднократной подвальцовки менее расчетной (см.пЗ.1).

Подвальцовку концов осуществлять крепежной вальцовкой.

В отдельных случаях при увеличении сверх допуска диаметра трубных отверстии барабана (для единичных позиций труб) допускается установка в отверстие и развальцовка в нем вспомогательной втулки, внутренний диаметр которой должен быть равен номинальному размеру трубного отверстия. Втулку точить из металла Сталь 10; 20 с обработкой стенки Rz40, а на кромках делать фаски. Наружный диаметр втулки выполнить на 0,1 мм больше диаметра гнезда для тугой посадки втулки. Высота втулки берется равной толщине барабана, выступающие после развальцовки концы зачистить заподлицо. Степень развальцовки втулки такая же, как для заменяемой трубы.

В случае нецелесообразности замены трубы конвективного пучка до капитального ремонта, возможна установка заглушки в отверстия барабанов. Допускается временная работа котла с глушением отверстий в барабанах в количестве до 10% от общего числа труб конвективного пучка.

Установку заглушки производить донышком внутрь барабана с последующим торкретированием её наружной части.

Для котлов с давлением до 1,4 МПа (14 кгс/см²) рекомендуется устанавливать заглушку состоящую из двух частей - цилиндрического патрубка и плоского донышка (П.111, рис.6). Патрубок завальцовывается в отверстие барабана, а затем к нему приваривается донышко.

Допускается патрубок вместо вальцовки приваривать, при этом необходимо принять меры по предотвращению прогрева соседних вальцовочных соединений ввиду возможности нарушения их плотности. Вальцовку этих патрубков производить при помощи цилиндрической вальцовки с короткими роликами.

Для котлов с давлением 2,4 МПа (24 кгс/см²) рекомендуется устанавливать колпачковую заглушку, изготовленную из обрезков цельнотянутых труб (П111, рис.7). Один конец отрезка обжать в горячем состоянии (после нагрева горелкой) и заварить оставшееся отверстие. При этом цилиндрическая часть заглушки должна быть достаточной длины для обеспечения выхода хвостовика вальцовки. Допускается приварка заглушек.

После гидравлического испытания патрубок обращенный в топку, заторкретировать.

Ремонт вальцовочных соединений труб с барабанами котла, расположенных в сварных швах или околошовной зоне производить методом вторичной подвальцовки или обварки.

Для ремонта пароперегревателя необходимо срезать обшивку, удалить обмуровку, освободить крепление пароперегревателя, отсоединить фланцевое соединение, вытащить при помощи ручной тали пароперегреватель. Произвести замену труб /змеевиков/, провести гидравлическое испытание, установить пароперегреватель на место.

При ремонте пароохладителя котла ДЕ-25-24-380ГМ замену или ремонт змеевиков можно проводить по месту. При затруднении в проведении ремонтных, работ внутри барабана пакеты пароохладителя извлекают из барабана. Далее проводят гидравлическое испытание змеевиков, очищают зеркала фланцев от остатков прокладок, прочищают резьбу всех элементов резьбовых соединений, устанавливают новые прокладки и ставят пароохладитель на место.

В зависимости от количества, степени и мест расположения дефектов и повреждений трубопроводов в пределах котла (разрыв сварных стыков, коррозионных разъеданий, утонение стенок, трещин) устранение их осуществляется заменой дефектного участка или целой дефектной трубы, а также подваркой стыков.

Перед подваркой стыков металл в местах дефектов сварных швов трубопроводов в пределах котлов должен выбираться механическим способом до полного удаления обнаруженного дефекта, с обеспечением минимальных объемов удаляемого металла.

При выборке металла необходимо следить за тем, чтобы труба не нагревалась до цвета побежалости. Шероховатость поверхности выборки металла должна быть не ниже Rz80.

Подварка стыков производится при помощи электродуговой сварки.

4.3. Ремонт барабана

В зависимости от количества, характера и мест расположения дефектов и повреждений барабана котла, устранение их осуществляется заваркой, наплавкой и вваркой заплат.

В случае увеличения размеров большого количества трубных отверстий, овальности барабана сверх допустимых пределов, а также больших отдулин необходима замена барабана.

Заварка, с помощью которой устраняют трещины, производится в следующей последовательности:

• для точного определения границ трещин тщательно очистить наружную и внутреннюю поверхности барабанов и провести цветную и ультразвуковую дефектоскопию;

• сквозные трещины засверлить на расстоянии 20-50 мм от каждого конца трещины;

• между высверленными отверстиями выбрать металл пневматическим зубилом или газовым резаком, придав трещине У - образную или чашеобразную форму, со скосами кромок, удобными для сварки. Конструктивные элементы подготовленных под сварку кромок и их размеры должны соответствовать типу сварного соединения С19 ГОСТ5264-80. Верхнее раскрытие кромок для толщины стенки барабана 13 мм должна быть 12-16 мм и для толщины стенки 22 мм - 16-19 мм. Зазор между нижними кромками 7-9 мм, угол скоса кромок 10-14°. При выборке металла газовым резаком, кромки необходимо тщательно зачистить зубилом или шлифмашинкой;

• произвести заварку сквозных выборок на подкладной планке. Заварку вести с местным подогревом до температуры 100-150°С (газовой горелкой или резаком). По окончании заварки медленно охладить под слоем теплоизоляционного материала;

• после полной заварки трещины подкладную планку срубить, вырубить корень шва зубилом с полукруглым рабочим концом, не допуская резких углов и подварить корень шва для устранения часто встречающихся газовых пор и непроваров;

• металл в месте заварки зачистить заподлицо с основным металлом барабана.

Полнота удаления дефектов в корне шва контролируется методом магнитопорошковой дефектоскопии (МПД) или травлением 10-15% раствором азотной кислоты.

Наплавка, применяемая для устранения поверхностных трещин и коррозионного разъедания глубиной до 50% толщины стенки барабана, выполняется в следующей последовательности:

• коррозионные разъедания и поверхностные трещины зачистить до «здорового» металла с плавными переходами на неповрежденную поверхность. Радиус закругления кромок должен быть не менее 8 мм, шероховатость не более Rz80 (П.111, рис. 5);

• исправить зачищенные поврежденные участки поверхности барабана методом ручной дуговой наплавки.

Для уменьшения внутренних напряжений наплавку производить после местного подогрева металла барабана до температуры 100 -150°С. По окончании наплавки металл барабана медленно охладить под слоем теплоизоляционного материала.

Производить сварку и заплавлять не выбранные до конца трещины и надрывы запрещается. В случаях, когда трещины, коррозионные разъедания, отдулины (выпучины) расположены в одном месте (гнездообразно) или ширина разделки трещины по нижнем кромкам более 9 мм, а также при коррозионных разъеданиях глубиной более 50 % толщины стенки, поврежденное место подлежит вырезке с последующей вваркрй заплаты. При этом, для избежания концентрации температурных и усадочных напряжений, наименьшая ширина заплаты допускается 100-150 мм.

Вварку заплат осуществлять в следующей последовательности:

• после очистки поверхности барабана установить границы дефектного участка и наметить контур выреза. Вырезаемый участок должен иметь форму овала или прямоугольника с закруглениями в углах радиусом не менее 50 мм;

• в случае удаления дефектного участка в виде отдулины контур выреза должен проходить на расстоянии 80-100 мм в каждую сторону от деформированного металла. Граница выреза должна проходить по «здоровому» металлу. В котлах рабочим давлением до 2,3 МПа (23 кгс/см²) допускаются отдулины без выправки расположенные вне зоны швов и трубных отверстий, при условии, что высота (прогиб) отдулин не превышает 2% от наименьшего размера их основания или 10 мм (1% диаметра барабана);

• при вырезке дефектного участка резы (швы) располагать на расстоянии не менее 100 мм от сварных швов, имеющихся на барабане и на расстоянии не менее 0,9 диаметра отверстия до его кромки. Вварка заплат допускается только вне зоны трубных отверстий;

• газовой резкой вырезать по намеченному контуру дефектный участок стенки барабана;

• зачистить торец стенки вырезанного участка и снять фаску под сварку;

• снять шаблон с вырезанного участка;

• ремонтный лист, предназначенный для вырезки заплат загнуть по радиусу кривизны обечайки барабана;

• по шаблону, с учетом зазоров на сварку, газовой резкой вырезать из листа заплату;

• зачистить торцы заплаты и снять фаску под сварку;

• установить заплату встык без прихваток с применением сборочных планок, прихваченных только к заплате. Для уменьшения внутренних напряжений, установку заплаты осуществлять эксцентрично по отношению к вырезу с максимальным зазором в месте, с которого начинается заварка шва;

• произвести сварку заплаты со стенкой барабана.

В процессе проведения ремонта необходимо вести пооперационный контроль выполнения работ.

Контроль качества удаления дефектов ведется УЗД и методами магнитопорошковой или цветной дефектоскопии.

Определение толщины стенки барабана после удаления дефектов осуществляется ультразвуковыми толщиномерами или мерительным инструментом, позволяющим производить измерения с погрешностью не более ±0,1 мм.

Если после выборки дефекта оставшаяся толщина металла недостаточна по расчету на прочность, ремонтная организация устанавливает целесообразность ремонта барабана сваркой с целью усиления дефектных мест и величину наплавки.

После ремонта барабана следует составить формуляр с указанием мест заварки трещин, наплавки, вварки заплат и объемов ремонтных работ, с указанием режима сварки и порядка выполнения сварочных операций, а также фамилий сварщиков, выполнявших работы.

Ремонтная организация по составленному формуляру определяет номинальные параметры работы котла.

Перечень обязательной технической документации:

• акт осмотра поверхности барабана перед ремонтом;

• акт на объем и характеристику выполненных работ;

• формуляр развертки барабанов с указанием мест выборки металла, наплавки, сварки заплат с указанием размеров всех поврежденных участков;

• формуляр развертки барабанов с указанием исправленных трубных отверстий, размеров выборки и наплавки на поверхность трубного отверстия;

• технология выполнения ремонта с эскизами на месте сварки и наплавки с указанием режима сварки и порядка наложения швов;

• заключение УЗД и МПД на отсутствие дефектов после ремонта;

• сертификат на используемые электроды;

• копии удостоверений электросварщиков, выполняющих сварочные и наплавочные работы.

4.4. Ремонт изоляции.

При проведении ремонта снятый с котла муллитокремнеземистый войлок и минеральную вату хранить в крытом сухом складе в условиях, не допускающих уплотнения материалов. При отсутствии признаков порчи изоляционный материалов в процессе эксплуатации котла и последующего хранения возможно их повторное использование.

Укладка муллитокремнеземистого войлока ведется следующим образом. Нижняя часть листа обшивки приваривается к каркасу котла. Верхняя часть листа отгибается наружу для возможности наполнения объема между трубной стенкой и обшивкой войлоком.

Укладку войлока вести с коэффициентом уплотнения К=2, представляющим собой отношение объема войлока до укладки к его объему в конструкции котла после укладки. Затем, войлок прижимается листом обшивки, после чего производится приварка листа по контуру примыкания сварным швом Н1 ГОСТ 5264-80.

До приварки листов обшивки убедится в том, что болтовые соединения опор нижнего барабана ослаблены, а болты стоек правого топочного экрана сняты.