Основные требования для металла паровых котлов.

1. Высокий предел ползучести.

2. Высокий предел длительной прочности.

3. Высокая стойкость к окалинообразованию.

4. Стабильность структуры.

5. Хорошая свариваемость.

6. Отсутствие металлургических и механических дефектов.

Металл паровых котлов

В соответствии с вышеупомянутыми требованиями для каждой марки стали, в зависимости от вида сжигания топлива, устанавливается предельная температура наружной поверхности по жаропрочности и жаростойкости.

Углеродистые стали.

1. Ст3- углеродистая сталь общего назначения; применяется для несущих элементов каркаса, газопроводов при температуре не выше 425°С; для трубных элементов при не больше 200°С; для трубопроводов прине выше 300°С.

2. Ст20 – углеродистая качественная.

Используется для трубопроводов, поверхностей нагрева, работающих под давлением при не выше 450°С или 410°С при работе на мазуте.

3. 15К и 20К – углеродистая котельная сталь. Используется для барабанов и сосудов. При давлении не выше 6МПа и температуре не выше 450°С.

22К используется при давлении не превышающем 12,5МПа (для барабанов, сосудов).

Низколегированные стали перлитного класса.

16ГНМА – используется для изготовления барабанов и сосудов с давлением не выше 18МПа.

Г – марганец; М – молибден; Н – никель; А – алюминий.

4. 12ХМ - используют для изготовления змеевиков пароперегревателей; паропроводов высокого давления; коллекторов, при не выше 530°С.

5. 15ХМ – то же при температуре не выше 550°С (Х-хром).

6. 12Х1МФ. Используется для изготовления коллекторов, паропроводов котлов высокого давления, при не выше 570°С (Ф-вольфрам).

Для мазута:

не превышает 540°С, если;

не превышает 585°С, если.

7. 15Х1М1Ф. Используется для изготовления коллекторов, паропроводов высокого давления. При не превышающей 575°С.

8. 12Х2МФСР. Используется для изготовления поверхностей нагрева пароперегревателей.

Р – бор;

С – кремний.

Если топливо-мазут, то не больше 585°С;

Если топливо-сланец, то не больше 545°С;

Если другие виды топлива, то не больше 600°С.

Высоколегированные стали аустенитного класса

9. 20Х1М1Ф1БР. Используются для изготовления фланцевых соединений при не больше 850°С.

10. 12Х18Н12Т – используются для изготовления пароперегревателей: <610°C-мазут, сланец; <640°C-другие виды топлива.

11. 10Х17 и 10Х20Н14С2. Стали неохлаждаемых крепежных элементов.

<1000°C <1200°C

Расчет на прочность.

В основу расчета положен принцип оценки прочности по предельной нагрузке несущей способности элементов при расчетном давлении и расчетной температуре.

Расчетное давление складывается из давления рабочего тела в элементе, с учетом нагрузки от веса присоединенных элементов.

Расчетное давление рабочего тела в элементе состоит из: давления пара за котлом, гидравлического сопротивления от рассчитываемого элемента до выхода из котла и гидростатического давления (нивелирного напора) в заполненных водой трубах над рассматриваемым элементом.

Последние два слагаемых учитываются, если их значение превышает 3% от давления перегретого пара.

Пример. Е-500-13,8-545КЖ

Расчетное давление в барабане

Кроме того, при расчете всегда принимается запас по прочности.