Каким путем следует удалять дефектный металл из стенки барабана котла

Обновлено: 16.05.2024

Устранение повреждений в барабанах котлов высокого давления производится в соответствии с «Основными положениями по технологии ремонта барабанов паровых котлов, изготовленных из стали марки 16ГНМ». В большинстве случаев трещины на поверхности корпуса, трубных отверстий и штуцеров барабанов имеют глубину 1—6 мм, поэтому для их удаления снимают поверхностный слой металла толщиной 2—8 мм шлифовальной машиной с абразивным кругом зернистостью 50 мкм. Наплавку после снятия такого слоя не производят, поскольку прочность барабана не снижается.

Для удаления трещин на внутренней поверхности барабана и в зоне сварных швов в нижнем и боковых положениях применяют шлифовальные машины УШР-2 и ЗМП-1,5X150; на трубных отверстиях, штуцерах и верхней части барабана — машины ПШМ-0,8 и П-20-08; для зачистки мест около кронштейнов от срезанных сепарационных устройств — машины И-44А с чашеобразными абразивными кругами.

Трещины глубиной более 6 мм на поверхности барабана удаляют вырубкой пневматическим зубилом с последующей зачисткой абразивным кругом, а на поверхности трубных отверстий — расточкой или рассверливанием. Для ускорения процесса выборки трещин применяют специальные станки, рабочим инструментом которых является фреза. Чистота поверхности после выборки трещин в трубных отверстиях должна быть не ниже 4-го класса, остальных поверхностей — не ниже 3-го класса. Снятие слоя металла и выведение трещин огневым способом запрещаются. При работе шлифовальным кругом нельзя допускать нагрева металла до цвета побежалости во избежание местных перегревов и появления дополнительных напряжений. В необходимых случаях производят охлаждение водой.

Места выборки трещин должны иметь плавные переходы, без острых углов и заусенцев. Кромки всех трубных отверстий (имевших трещины и не имевших их) закругляют с внутренней стороны барабана абразивным кругом; радиус закругления 7—10 мм. Это уменьшает концентрацию напряжений на кромках и вероятность появления трещин.

Трубные отверстия 1 (рис. 54) растачивают уступами, стремясь к минимальному удалению металла. С внутренней стороны барабана 2 трещины в стенках трубных отверстий обычно имеют большую глубину, поэтому расточка выполняется большего диаметра. Если в противоположном конце отверстия трещин нет, это место не растачивают.

Рис. 54. Трубное отверстие с приваренным штуцером после обработки кромки ступенчатой расточкой:
1 — трубное отверстие, 2 — барабан, 3 — штуцер

В процессе удаления трещин производят повторную магнитную порошковую дефектоскопию, в сомнительных случаях, кроме того, применяют травление 10—20%-ным раствором азотной кислоты. После удаления всех дефектов определяют глубину снятия металла или расточки отверстий и производят поверочный расчет элементов, у которых толщина снятого слоя могла уменьшить прочность сверх допустимого предела. В этом случае элементы усиливают наплавкой. Если снятие слоя металла приводит к ослаблению барабана, а наплавка невозможна, снижают рабочее давление котла.

Места сварки, заплавки и прилегающие к ним поверхности основного металла шириной не менее 10 мм зачищают абразивным кругом до металлического блеска и проверяют магнитной дефектоскопией на отсутствие трещин. Производить сварку и заплавлять невыведенные до конца трещины запрещается. Подготовку поверхности под сварку и наплавку проверяет руководитель работ совместно с представителем электростанции.

На внутреннюю поверхность барабана металл наплавляют толщиной не более 15 мм с предварительным и сопутствующим подогревом места наплавки до 150— 200° С. Зона подогрева должна быть больше зоны наплавки на 150 мм с каждой стороны. Температуру металла при подогреве контролируют термопарами, приваренными по границам зоны подогрева.

Каким путем следует удалять дефектный металл из стенки барабана котла

Под поврежденным металлом сварного соединения следует понимать металл шва и прилегающую к шву зону с дефектами в виде трещин, скоплений пор, несплавлений и других несплошностей, превышающих допустимые нормы.

Допускается удаление дефектного металла воздушно-дуговой, воздушно-плазменной или кислородной строжкой (резкой) с последующей обработкой поверхности выборки механическим способом с удалением слоя металла на сварных соединениях из углеродистых и кремнемарганцовистых сталей до полной ликвидации следов строжки (резки); на сварных соединениях из других легированных сталей - с удалением слоя толщиной не менее 1 мм. Стыки труб из хромомолибденовых и хромомолибденованадиевых сталей при толщине стенки более 10 мм перед огневой строжкой (резкой) следует подогревать до 200 - 300 град. C.

Кромки выборки следует плавно вывести на поверхность трубы или шва; в поперечном сечении выборка должна иметь чашеобразную форму разделки. Исправляемый участок после выборки с целью проверки полноты удаления дефекта контролируется визуально, а при исправлении трещины - также капиллярной или магнитопорошковой дефектоскопией либо путем травления соответствующим реактивом.

Форма и размеры выборки и последующей ее заварки в зависимости от места расположения дефекта и типа стали приведены на рис. 19.1.

При обработке выборки согласно рис. 19.1 "в" (в хромомолибденованадиевых сталях) необходимо обязательно удалить зону термического влияния металла труб, образовавшуюся при сварке основного шва.

Если исправляют стык с трещиной, то ее концы должны быть точно определены путем травления или капиллярным методом и засверлены сверлом диаметром на 2 - 3 мм больше ширины трещины, после чего дефектный металл удаляют полностью. При сквозной трещине для удобства последующего заплавления целесообразно оставлять слой металла толщиной 2 - 2,5 мм в качестве подкладки нового шва (эту толщину проверяют несколькими сквозными сверлениями) (рис. 19.1 "г"). Подварку в этом случае нужно начинать с переплавления оставшейся части стенки с трещиной, причем сварщик должен следить за полным (сквозным) расплавлением стенки: если перед электродом перемещается маленькое сквозное отверстие, то это означает, что сварка идет с полным проваром.

19.7. Подварку выборки и наплавку для исправления шва желательно выполнять тем же способом сварки (ручным дуговым или ручным аргонодуговым) и с использованием тех же присадочных материалов, какие применялись для сварки основного шва. Если сварное соединение выполнялось автоматическим или механизированным способом сварки, то подварка и наплавка шва выполняется ручным дуговым или ручным аргонодуговым способом с применением присадочного материала согласно требованиям табл. 4.1, 4.4 или 15.1.

Перед подваркой или наплавкой стык, независимо от толщины стенки трубы и марки стали, необходимо подогреть по всему периметру до температуры предварительного подогрева, регламентированной при сварке труб из стали этой марки. Один и тот же участок может быть исправлен не более 3 раз (под участком в данном случае понимается прямоугольник наименьшей площади, в контур которого вписывается подлежащая заварке или уже заваренная выборка, и примыкающая к нему поверхность на расстоянии, равном трехкратной ширине этого прямоугольника).

19.8. После заварки выборки стык подвергается термообработке по всему периметру в случае, если глубина выборки (толщина подварки) равна или больше толщины элемента сварного соединения, для которого согласно табл. 17.1 требуется термообработка. При выполнении подварки стыков труб из хромомолибденованадиевой стали аналогичным присадочным материалом (металл шва 09Х1МФ) термообработка должна проводиться независимо от размеров (глубины) подварки. Режимы термообработки должны соответствовать табл. 17.1 для данной марки стали, однако длительность выдержки может быть сокращена на один-два часа, но должна быть не менее одного часа.

19.9. Исправленные с помощью сварки стыки нужно подвергнуть 100%-ному визуальному контролю, ультразвуковой дефектоскопии или радиографии, а также магнитопорошковому или капиллярному контролю.

Контролируемая зона должна включать место заварки и прилегающие к нему участки шириной не менее 20 мм сварного шва и 10 мм основного металла.

19.10. В продольных швах газоплотных панелей паровых котлов дефекты в виде трещин, распространяющихся в пределах плавников (не захватывая тело трубы), исправляют путем подварки. Для этого дефектное место вышлифовывают, обеспечивая плавные очертания выборок, проверяют капиллярным методом или травлением очертания дефекта, рассверливают концы трещины и заваривают электродами диаметром 2,5 - 3 мм. Если после вышлифовки трещины в плавнике образовалась сквозная щель шириной более 4 мм, то на это место ставят пластину из стали, аналогичной по химическому составу стали свариваемых плавниковых труб, и приваривают ее к трубам в соответствии с указаниями, приведенными в разделе 16.

19.11. Если трещины проходят и в теле плавниковых труб, дефектное место необходимо удалить вместе с участком трубы, как это показано на рис. 19.2. Огневым способом разрезают плавники на участке с обнаруженными дефектами, а затем вырезают трубу (рис. 19.2 "а"). С обеих сторон выреза удаляют плавники на длине 60 мм. Плавники и торцы труб под сварку обрабатывают механическим способом. К сварке подготавливают отрезок плавниковой трубы (рис. 19.2 "б"), вводят его в вырез с зазором 0,5 - 1,5 мм и сваривают сначала один стык, затем другой - аргонодуговым либо комбинированным способом.

После сварки кольцевых соединений сначала выполняют продольные швы по плавникам, а затем уплотняют "окна" по технологии, изложенной в разделе 16.

19.12. Исправленные в соответствии с п. п. 19.10 и 19.11 дефекты в сварных соединениях газоплотных панелей контролируются согласно разделу 16 (п. п. 16.2.6, 16.3.16, 16.4.7).

19.13. При ремонте сварных соединений оформляют ту же техническую документацию, что и в процессе монтажа трубопроводов и труб поверхностей нагрева котла. Кроме того, составляют акт на переварку дефектных стыков или делается запись в журнале сварочных работ либо в специальном журнале учета ремонта сварных соединений.

20. РЕМОНТ С ПОМОЩЬЮ СВАРКИ БАРАБАНОВ КОТЛОВ ДАВЛЕНИЕМ ДО 4 МПА (40 КГС/КВ. СМ) ВКЛЮЧИТЕЛЬНО

Ремонт барабанов котлов высокого давления (более 4 МПа) должен производиться в соответствии с "Основными положениями по обследованию и технологии ремонта барабанов котлов высокого давления из сталей 16ГНМ, 16ГНМА и 22К" либо по технологии, согласованной с заводом - изготовителем барабана или с одной из специализированных организаций в области сварки, приведенными в приложениях к правилам Госгортехнадзора России.

20.1. Общие положения

20.1.1. Настоящий раздел распространяется на ремонт с помощью сварки и наплавки барабанов котлов низкого и среднего давления (до 4 МПа включительно), изготовленных из стали марок Ст3, Ст4, Ст2Г, 20, 15К, 16К, 18К, 20К, 22К, 15ГС, 16ГС, 17ГС, 17Г1С.

20.1.2. В настоящем разделе рассматривается ремонт путем наплавки коррозионных раковин, заварки трещин, вварки заплат, устранения неплотностей вальцовочных соединений и глушения трубных отверстий как в новых барабанах, так и в барабанах, бывших в эксплуатации.

Вварка штуцерных соединений в барабаны должна производиться в соответствии с требованиями подраздела 7.7, а ремонт сварных соединений - раздела 19.

20.1.3. Ремонт барабанов котлов должен выполняться по технологии, разработанной для каждого конкретного случая в соответствии с требованиями настоящего РД и согласованной с заводом - изготовителем котла (барабана) или специализированной научно-исследовательской организацией в области сварки, приведенной в приложении к Правилам устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов Госгортехнадзора России.

20.1.4. Выполнение всех сварочных и наплавочных операций, изложенных в настоящем разделе, должно производиться с использованием электродов типа Э50А (УОНИ-13/55, ТМУ-21У, ЦУ-5 и др.) диаметром 2,5 - 4 мм.

20.1.5. Контроль качества наплавки коррозионных раковин, сварных соединений заварки трещин и вварки заплат производится путем визуального контроля и ультразвуковой или радиографической дефектоскопии в объеме 100% (по всей поверхности наплавки и на всей длине сварного шва). Контроль угловых соединений вварки заглушек в трубные отверстия и подварки вальцовочных соединений производится визуально по всей длине шва; в случае обнаружения при визуальном контроле дефектов в виде трещин или сомнительных мест в сварном соединении должен быть произведен контроль магнитопорошковой или капиллярной дефектоскопией.

Результаты визуального контроля должны отвечать требованиям п. п. 18.3.4 и 18.3.5, ультразвукового - табл. 18.10, радиографического - табл. 18.6.

20.1.6. Обнаруженные при контроле недопустимые дефекты в сварных соединениях должны быть исправлены в соответствии с указаниями раздела 19.

20.2. Наплавка коррозионных раковин

20.2.1. Коррозионные раковины допускается исправлять путем наплавки в случае, если глубина раковины не превышает 50% толщины стенки барабана. При большей глубине разъедания на поверхности более 250 кв. см исправление такого участка производится путем его вырезки и вварки заплаты. Участки с глубиной выборки (после удаления дефектного металла) менее 10% толщины стенки барабана могут быть оставлены без наплавки, если толщина стенки в месте наибольшей глубины выборки не будет меньше расчетной.

20.2.2. Дефектный участок должен быть тщательно зачищен и определены его границы. Удаление дефектного металла следует производить абразивным инструментом, не допуская острых углов и резких переходов.

После удаления дефектного металла поверхность выборки подвергается травлению 10%-ным раствором азотной кислоты в спирте и тщательному визуальному контролю; если будут обнаружены трещины, то они должны быть выбраны абразивным кругом или исправлены в соответствии с требованиями п. 19.6.

20.2.3. Наплавка выполняется многослойной. Первый слой валиков накладывается перпендикулярно образующей барабана, каждый последующий - перпендикулярно предыдущему. Каждый валик должен перекрывать соседний на 1/3 - 1/2 его ширины.

В случае, если поверхность раковины после удаления дефектного металла превышает 200 - 250 кв. см, ее заварка производится следующим образом. Первый слой (или два первых слоя) накладывается перпендикулярно образующей барабана. Затем вся площадь выборки разбивается на квадратные участки со стороной 50 - 100 мм, которые наплавляются в последовательности, указанной цифрами на рис. 20.1, с таким расчетом, чтобы валики располагались под углом 90 град. к валикам соседних участков.

20.2.4. После окончания наплавки вся ее поверхность обрабатывается абразивным кругом заподлицо с основным металлом и производится контроль качества наплавленного участка согласно п. 20.1.5.

20.3. Заварка трещин

20.3.1. Поверхность барабана в районе обнаруженной трещины должна быть тщательно зачищена до металлического блеска, определены границы распространения трещины, произведена разделка места будущей заварки, в том числе засверловка концов трещины, и контроль полноты удаления дефектного металла в соответствии с требованиями п. 19.6.

При глубине трещины размером более 1/3 толщины стенки барабана разделку трещины производят насквозь и ремонтируют как сквозную трещину.

20.3.2. Если после удаления дефектного металла образовалась сквозная разделка шириной в корне в пределах 6 - 12 мм, то заварка выборки должна производиться на подкладной планке. После заварки планка удаляется, корень шва зачищается и при необходимости подваривается.

Если ширина разделки в корне составляет 12 - 40 мм, то подкладную планку можно не удалять, обварив ее по периметру ниточным швом, а в концах разделки установить штуцерные заглушки, обработав предварительно концы разделки резцом или абразивным кругом под наружный диаметр заглушки (рис. 20.2).

Штуцерные заглушки изготавливаются из трубы по одному из вариантов, представленных на рис. 20.2 (сечение Б-Б). Колпачковая заглушка изготавливается путем обжатия в горячем состоянии конца трубы и его заварки. Трубы для заглушек должны быть изготовлены из углеродистой или низколегированной конструкционной стали.

Штуцерные заглушки целесообразно устанавливать в качестве разгрузочных элементов посреди протяженных трещин (длиной более 300 - 400 мм) в случае, если трещина располагается в местах барабана с низкой деформационной способностью (вблизи приваренных ребер жесткости, перегородок, днищ барабанов).

При значительной ширине разделки в корне шва (более 30 - 40 мм) следует устанавливать заплату шириной не менее 100 мм в соответствии с требованиями подраздела 20.4.

20.3.3. Заварка трещины при ее длине более 150 мм производится обратноступенчатым способом с минимальным разогревом металла.

20.3.4. Наплавленный металл должен на 1,5 - 2 мм превышать поверхность листа барабана. Поверхность шва должна быть обработана абразивным кругом до гладкой поверхности заподлицо с основным металлом или с плавным переходом к нему.

20.3.6. Заварка трещин в мостиках между трубными отверстиями допускается, если их длина (при расположении трещин цепочкой через несколько мостиков - суммарная длина) не превышает 10% длины мостиков в направлении трещины. При большей длине трещин или концентрации их на большом участке ремонт этого участка барабана производят путем вварки заплаты.

20.4. Вварка заплат

20.4.1. Вварка заплат (вставок) в тело барабана производится в том случае, если дефекты в виде трещин, раковин, выпучин, вмятин, коррозионных растрескиваний настолько значительны или охватывают такую большую поверхность барабана, что устранить их путем наплавки или заварки нецелесообразно или невозможно (см. п. п. 20.2.1 и 20.3.2).

Если заплата устанавливается в районе трубных отверстий, то сварные швы не должны пересекать трубные отверстия.

20.4.2. Заплата должна изготавливаться из листовой стали одной из марок, приведенных в п. 20.1.1. Толщина заплаты должна быть равна толщине барабана или превышать ее не более чем на 3 мм.

5. Ремонт поверхностей нагрева

5.1. Перед ремонтом необходимо произвести очистку внутренних и наружных поверхностей труб. Работы проводятся после останова и расхолаживания котла до температуры не выше 40°С.

5.2. Очистка внутренних поверхностей экранных, кипятильных или пароперегревательных труб может выполняться химическим или механическим способами.

Химическая очистка внутренних поверхностей должна осуществляться по инструкции завода - изготовителя котла или по инструкции специализированной организации.

Механическая очистка от накипи должна выполняться шарошечными головками с электрическим или пневматическим приводом. Диаметр шарошечной головки в сложенном виде должен быть на 3-4 мм меньше номинального внутреннего диаметра трубы. Места зачистки шарошками омывают водой для охлаждения шарошек и смыва разрушенных отложений.

Качество очистки проверяют визуальным осмотром с подсветом электрической лампой и прогонкой контрольным шаром. Диаметр шара должен регламентироваться НТД (ПТД).

5.3. Очистка наружной поверхности трубной системы котла при рыхлых отложениях выполняется металлическими щетками. При твердых отложениях пиками, шиберами, затупленными зубилами или нераскидными шарошками. После механической очистки необходимы обдувка или обмывка водой (приняв меры защиты обмуровки от разрушения водой). Обивку шлака необходимо начинать сверху.

5.4. Дефектные участки труб или трубы допускается удалять газовой, плазменной или механической резкой; трубы, закрепленные по концам в вальцовочных соединениях, выбивают, стремясь не повредить гнезда.

5.5. Общие требования к сварочным работам при замене дефектных труб или их участков изложены в разд. 6.

5.6. При замене труб, стыкуемых угловым швом с барабаном или коллектором, удаляют механическим способом остатки наплавленного металла заподлицо с поверхностью. Поверхность барабана или коллектора вокруг отверстия на расстоянии 10-15 мм, отверстия на всю глубину и концы устанавливаемых труб тщательно зачищают.

5.7. При стыковой сварке труб снимают фаску и обеспечивают перпендикулярность плоскости реза к оси трубы. Сборка стыка производится с применением приспособлений, обеспечивающих смещение кромок не более 1,5 мм и излом оси не более 1,5 мм на 290 мм.

5.8. Угловые сварные швы приварки труб поверхностей нагрева к барабанам и камерам и стыковые швы должны быть многослойными (не менее двух слоев).

5.9. Гибка ремонтных труб должна производиться в холодном состоянии на трубогибочных станках. Выполняется выборочный контроль овальности и утонения гнутых труб в объеме не менее 10%. Овальность не должна превышать 20% и утонение должно быть не более 20%.

5.10. Покоробленные экранные и кипятильные трубы подлежат подгибке или рихтовке, если погнутость или смешение выходят за пределы допускаемых отклонений. Отклонение труб от плоскости общего ряда не должно превышать 10 мм.

В зависимости от характера и величины коробления, расположения покоробленного участка и конструкции крепления рихтовку производят с нагревом трубы или без нагрева.

Отдельные трубы рихтуют с помощью нагрева их с выпуклой стороны погнутого участка. Нагрев производят на длине 200-250 мм и ширине 30-40 мм.

Рихтовку экранных и кипятильных труб производят с помощью специальных приспособлений, домкратов, клиньев, талей и других устройств, а также регулировкой натяжения креплений.

Змеевики пароперегревателя и экономайзера выравнивают регулировкой длины подвесок и восстановлением дистанционных креплений.

Правку труб с нагревом выполняют при их значительной погнутости. Трубы из углеродистой стали нагревают до 1050°С. Правку заканчивают при температуре не ниже 750°С.

5.11. Стыки труб поверхностей нагрева с дефектами, устранение которых местной подваркой недопустимо, удаляют.

5.12. При ремонте вальцовочных соединений допускается их обварка в соответствии с рекомендациями, изложенными в письмах Госгортехнадзора (от 25.03.81 N 11-40/221, от 10.10.78 N 11-40/420)*(6).

6. Ремонт сварных соединений

а) чрезмерные усиления сварных швов должны удаляться механическим способом, недостаточные усиления должны исправляться подваркой с предварительной зачисткой шва;

г) незаплавленные кратеры и пористость на поверхности шва следует снять до здорового металла без оставления острых углов и подварить;

д) несплошности (свищи) в сварных соединениях допускается устранять путем выбора механическим способом места дефекта до здорового металла с последующей заваркой.

е) сквозные прожоги или непровары в корневом слое, выполненном ручной или автоматической аргонодуговой сваркой, исправляют ручной или аргонодуговой сваркой с применением присадочной проволоки соответствующей марки.

Выборку дефектного металла следует производить абразивным инструментом или воздушно-дуговой сваркой с дальнейшей механической обработкой на глубину не менее 1 мм.

6.3. Перед исправлением стыков с трещинами необходимо определить с применением неразрушающего контроля границы (концы) трещин. По границам (концам) трещин следует выполнить сверления диаметром 2-3 мм, после чего должен быть удален дефектный металл. Полноту удаления дефекта необходимо проверить травлением поверхности выборки раствором азотной кислоты, магнито-порошковой или цветной дефектоскопией.

6.4. При ремонте местной подваркой с предварительным удалением дефектного металла (для трещин - после определения их протяженности) концы выборки необходимо вывести плавно на поверхность элемента (трубы, барабана и др.).

6.5. Перед ремонтной заваркой участок стыка следует подогреть до температуры 100-150°С. Корневые слои шва следует варить электродами диаметром 2,5-3 мм. Последующие слои следует наплавлять электродами диаметром 3-4 мм.

Все сварочные работы, включая прихватку и наплавку, должны выполняться ручной дуговой сваркой электродами диаметром 2-4 мм.

6.6. Выборку протяженностью до 300 мм варить на проход. Свыше 300 мм до 1000 мм в нижней части кольцевого шва и на продольных швах сварку вести от центра к краям; при вертикальном и потолочном положении сварку вести обратноступенчатым швом.

6.7. В случае необходимости выборки дефектов по всему сечению кольцевого шва сварку его производить обратноступенчатым швом, предварительно разделив все кольцо на участки по 300 мм.

7. Ремонт вальцовочных соединений

7.1. Прочное и плотное вальцовочное соединение трубы с трубной решеткой барабана, камерой или трубной доской достигается раздачей конца трубы до возникновения напряженного контакта между стенками трубы и отверстия.

заменой дефектного конца (или всей) трубы на новый, привариваемый к оставшейся трубе с последующей развальцовкой;

Если устранение дефектных вальцовочных соединений не удается обеспечить подбором труб с плюсовым допуском по диаметру, следует применять следующие способы вальцевания труб:

20.2. Наплавка коррозионных раковин

20.2.1. Коррозионные раковины допускается исправлять путем наплавки в случае, если глубина раковины не превышает 50% толщины стенки барабана. При большей глубине разъедания на поверхности более 250 исправление такого участка производится путем его вырезки и вварки заплаты. Участки с глубиной выборки (после удаления дефектного металла) менее 10% толщины стенки барабана могут быть оставлены без наплавки, если толщина стенки в месте наибольшей глубины выборки не будет меньше расчетной.

В случае, если поверхность раковины после удаления дефектного металла превышает 200-250 , ее заварка производится следующим образом. Первый слой (или два первых слоя) накладывается перпендикулярно образующей барабана. Затем вся площадь выборки разбивается на квадратные участки со стороной 50-100 мм, которые наплавляются в последовательности, указанной цифрами на рис.20.1, с таким расчетом, чтобы валики располагались под углом 90° к валикам соседних участков.

20.3. Заварка трещин

20.3.2. Если после удаления дефектного металла образовалась сквозная разделка шириной в корне в пределах 6-12 мм, то заварка выборки должна производиться на подкладной планке. После заварки планка удаляется, корень шва зачищается и при необходимости подваривается.

Если ширина разделки в корне составляет 12-40 мм, то подкладную планку можно не удалять, обварив ее по периметру ниточным швом, а в концах разделки установить штуцерные заглушки, обработав предварительно концы разделки резцом или абразивным кругом под наружный диаметр заглушки (рис.20.2).

Штуцерные заглушки изготавливаются из трубы по одному из вариантов, представленных на рис.20.2 (сечение Б-Б). Колпачковая заглушка изготавливается путем обжатия в горячем состоянии конца трубы и его заварки. Трубы для заглушек должны быть изготовлены из углеродистой или низколегированной конструкционной стали.

Штуцерные заглушки целесообразно устанавливать в качестве разгрузочных элементов посреди протяженных трещин (длиной более 300-400 мм) в случае, если трещина располагается в местах барабана с низкой деформационной способностью (вблизи приваренных ребер жесткости, перегородок, днищ барабанов).

При значительной ширине разделки в корне шва (более 30-40 мм) следует устанавливать заплату шириной не менее 100 мм в соответствии с требованиями подраздела 20.4.

20.3.4. Наплавленный металл должен на 1,5-2 мм превышать поверхность листа барабана. Поверхность шва должна быть обработана абразивным кругом до гладкой поверхности заподлицо с основным металлом или с плавным переходом к нему.

20.4. Вварка заплат

20.4.2. Заплата должна изготавливаться из листовой стали одной из марок, приведенных в п.20.1.1. Толщина заплаты должна быть равна толщине барабана или превышать ее не более чем на 3 мм.

20.4.3. Форма вырезки дефектного участка барабана должна по возможности приближаться к кругу, овалу или прямоугольнику с радиусом закругления в углах не менее 50 мм. Кромка реза должна отстоять от дефекта на расстоянии не менее 30 мм.

Лист, из которого будет изготавливаться заплата, должен быть проконтролирован на сплошность, изогнут на вальцах или другим способом радиусом, равным радиусу барабана.

Вырезка дефектного участка барабана и заплаты из листа производится по шаблону кислородной, плазменно-дуговой или воздушно-дуговой резкой с припуском на механическую обработку для удаления следов огневой резки.

Размеры заплаты должны быть такими, чтобы при установке ее в барабан зазор по всему периметру был в пределах 2-4 мм.

Кромки на заплате и барабане обрабатываются под стыковое соединение с углом 15° и притуплением 1,5-2 мм.

20.4.4. Подготовку кромок заплаты и барабана следует выполнять таким образом, чтобы по возможности избегать потолочных швов. Поэтому если заплата ставится в нижней части барабана, то раскрытие кромок должно быть внутри барабана и, следовательно, сварка должна производиться изнутри. В случае постановки заплаты в верхней части барабана раскрытие кромок делается с наружной стороны барабана, и сварка производится снаружи.

20.4.6. Сварка начинается со стороны, собранной с большим зазором, и ведется обратноступенчатым способом участками длиной 150-200 мм от ее середины в направлении и последовательности, указанными на рис.20.4 стрелками и цифрами. По мере заполнения разделки сборочные планки срубаются и места приварки планок зачищаются абразивным инструментом.

После заполнения разделки производится подварка корня шва с предварительной зачисткой и, при необходимости, с подрубкой металла шва.

20.4.7. Поверхность сварного шва с обеих сторон должна быть обработана абразивным инструментом согласно требованиям п.20.3.4.

20.5. Глушение трубных отверстий

20.5.1. В случае необходимости глушения трубного отверстия барабана применяют одну из конструкций заглушек, приведенных на рис.20.5.

Колпачковая заглушка (рис.20.5, а) может устанавливаться на барабаны котлов давлением до 4 МПа (40 ). Заглушку с приварным донышком (рис.20.5, б) разрешается устанавливать на барабаны котлов давлением до 1,3 МПа (13 ).

20.5.2. Перед установкой заглушки поверхности барабана вблизи очка (отверстия под заглушку) и самого очка должны быть тщательно очищены до металлического блеска и осмотрены на предмет обнаружения трещин. В случае наличия трещин они должны быть удалены и при необходимости заварены в соответствии с рекомендациями подраздела 20.3.

5. Нормы и критерии оценки качества металла элементов котлов

5.1. Геометрические размеры, определяющие прочность элементов котлов, должны соответствовать расчетным по [2] с учетом эксплуатационных прибавок и минимально допустимых значений толщины стенки согласно [2].

5.2. Механические свойства металла элементов котлов, указанные в сертификатных данных, должны соответствовать требованиям НД на данный материал.

5.3. В случае, если требования пунктов 5.1 и 5.2 не удовлетворяются, выполняется поверочный расчет на прочность с учетом снижения толщины стенки или фактических механических свойств металла с целью определения допускаемого рабочего давления.

5.4. Смещение, несовпадение кромок стыкуемых листов должны соответствовать допускам, установленным [1] или НД на изделие.

5.6. Все обнаруженные при контроле трещины выбираются абразивным инструментом. Полнота выборки контролируется методами ЦД или МПД.

Выборки трещин или (и) других недопустимых дефектов металла, составляющие 35% (и более) номинального значения толщины стенки элемента, завариваются независимо от результатов расчета на прочность. Места заварок проверяются методами ЦД или МПД на отсутствие трещин.

5.7. При невозможности (недоступности) выборки подлежащих удалению (см. пункты 5.5 и 5.6 настоящей Инструкции) коррозионно-эрозионных повреждений или (и) трещин металла (например, в трубных отверстиях барабанов, коллекторов и других элементов) дефектные элементы допускаются к временной или (и) на сниженных параметрах эксплуатации на основании расчета на прочность, выполненного с учетом наличия в элементах указанных повреждений.

5.8. Отклонение среднего диаметра (не менее чем по двум измерениям под углом 90°) барабана, сухопарника или грязевика от номинального значения в большую сторону не должно превышать 1%.

5.9. Наружный диаметр труб поверхностей нагрева не должен превышать 3,5% номинального диаметра для углеродистых сталей и 2,5% для легированных сталей (отдулины, ползучесть).

5.10. Овальность цилиндрических элементов котла, изготовленных из листа, а также цельнокованых барабанов, грязевиков, сухопарников не должна превышать 1,5%.

Овальность вычисляется по формуле (3) пункта 4.3.8 настоящей Инструкции.

Допустимость и рабочие параметры эксплуатации указанных цилиндрических элементов котла при превышении 1,5% овальности определяются на основании расчетов на прочность с учетом местных напряжений в металле.

5.11. Максимальное значение овальности гибов труб необогреваемых трубопроводов не должно превышать 10%.

5.12. Максимальное значение овальности гибов труб поверхностей нагрева не должно превышать 12%.

5.13. Отклонение от прямолинейности образующей для элементов котла, изготовленных из листа, а также для цельнокованых барабанов, грязевиков и сухопарников не должно превышать 0,3% всей длины цилиндрической обечайки, а также на любом участке длиной 5 м.

5.14. Прогиб горизонтальных коллекторов не должен превышать 50 мм на всей длине коллектора.

5.15. Выход труб поверхностей нагрева из ранжира из-за прогиба, коробления, провисаний и других отклонений от первоначального их расположения не должен превышать диаметра трубы.

5.16. В вальцовочных соединениях труб с барабанами, сухопарниками, грязевиками и трубными досками не допускаются следующие дефекты развальцованных концов труб:

- расслоения, плены, трещины на концах труб;

- разрывы развальцованных участков труб;

- подрезы или закаты в местах перехода вальцовочного пояса в колокольчик;

- вмятины, царапины на внутренней поверхности трубы;

- несплошное прилегание трубы к трубному отверстию в пределах вальцовочного пояса;

- отклонение угла разбортовки в одну сторону более чем на 10°.

5.17. Длина выступающих концов труб в вальцовочных соединениях должна быть не менее 3 мм.

Уменьшение толщины стенки конца разбортованной трубы в вальцовочных соединениях не должно превышать 50% номинальной толщины.

5.18. Одиночные трещины и коррозионные язвы на торцевой поверхности развальцованных труб допускается выбирать абразивным инструментом. Использование отремонтированной трубы допускается, если расстояние до стенки трубной доски будет не менее 3 мм. Дефекты глубиной до 1,0 мм допускается не удалять.

5.19. В заклепках, накладках и листах, в зонах заклепочных соединений трещины не допускаются.

5.20. В заклепочных соединениях котлов допускается износ элементов заклепочных соединений (в процентах от номинального размера):

5.21. Утонение стенки корпусных изделий, изготовленных из листов или цельнокованых деталей, а также трубных элементов не должно превышать 15% номинальной их толщины.

5.23. Утонение стенки прямых участков труб поверхностей нагрева, выявленное ультразвуковым или другими методами контроля, допускается не более чем на 30% номинальной толщины. При этом уменьшение толщины стенки труб должно быть не более 1,0 мм.

5.24. Допускается местное утонение анкерных связей до 20% номинального диаметра.

5.25. Качество сварных соединений должно соответствовать требованиям, изложенным в приложении 10 [1], а также требованиям, установленным НД на сварку и проведение дефектоскопического контроля сварных соединений.

5.26. При обнаружении по результатам ультразвукового контроля в сварных соединениях дефектов, превышающих нормы, установленные действующей НД, решение о допуске котла в дальнейшую эксплуатацию принимается на основании расчетов на прочность.

5.27. Структура металла по результатам металлографических исследований на вырезках, сколах, репликах не должна иметь аномальных изменений по сравнению с требованиями к исходному состоянию.

5.28. Степень графитизации металла не должна превышать 2-го балла согласно действующей НД.

5.29. Значения твердости металла элементов по данным измерений переносными приборами должны быть в следующих пределах:

- для сталей марок Ст3, 10, 20, 15К, 16К, 20К, 22К - от 120 до 175 НВ;

- для сталей марок 25К, 16ГТ, 15ГС, 16ГС, 09Г2С, 12МХ, 15ХМ, 12Х1М1Ф - от 130 до 180 НВ.

При неудовлетворительных результатах измерения твердости металла элементов переносными приборами выполняются исследования металла на вырезках.

5.30. Механические свойства, определенные при комнатной температуре на образцах, полученных из вырезок металла элементов котла, должны удовлетворять следующим требованиям:

- прочностные характеристики металла (временное сопротивление или условный предел текучести) не должны отличаться более чем на 5% в меньшую сторону от значений, регламентированных действующими НД;

- отношение условного предела текучести к временному сопротивлению металла не должно превышать 0,75 для углеродистых сталей и 0,80 для легированных сталей;

- относительное удлинение не должно быть менее 16%;

- ударная вязкость на образцах с острым надрезом должна быть не менее 25 Дж/кв. м (2,5 кгс х м/кв. см) для элементов с толщиной стенки более 16 мм и не менее 20 Дж/кв. м для элементов с толщиной стенки менее 16 мм.

5.31. Допускается на основании заключения экспертной организации:

- изменение геометрических размеров, определяющих прочность элементов, но не более чем на 25%;

- снижение коэффициентов запаса прочности отдельных элементов при проектировании или (и) изготовлении;

- применение не входящих в перечень рекомендуемых [1] материалов элементов и технологий ремонта;

- дальнейшая (временная или на сниженных параметрах, или после ремонта, или замены элементов) эксплуатация:

барабанов, сухопарников, коллекторов с коррозионно-эрозионными и другими дефектами, указанными в пунктах 5.5 и 5.6 настоящей Инструкции, при невозможности (недоступности) их выборки;

барабанов, сухопарников, коллекторов с овальностью и прогибом, не отвечающими нормам пунктов 5.10,5.13 и 5.14 настоящей Инструкции;

гибов необогреваемых трубопроводов с овальностью более 10% и гибов труб поверхностей нагрева с овальностью более 12%;

котлов с рабочим давлением 2,5 - 4,0 МПа и отработавших 40 лет и более, а также котлов, претерпевших аварию (с установлением условий и рабочих параметров).

Читайте также: