Барабаны, температура стенки которых не превышает 450° С, изготовляют из углеродистых сталей 15К и 20К, при толщине стенки листов не более 60 мм и из низколегированных сталей 09Г2С, 10Г2С1 и 16ГС при толщине стенки листов не более 160 мм. При этом внутреннее давление не ограничивается. Для барабанов парогенераторов высокого давления применяют также сталь 22К и сталь 16ГНМ. Последняя сталь довольно чувствительна к режиму термообработки.
Трубы.
На электростанциях имеются парогенераторы высокого давления с трубами поверхностей нагрева, изготовленными из стали 15ГС. Не мало труб поверхностей нагрева в парогенераторах высокого давления, изготовленных из сталей 20, 12ХМ, 15ХМ и др.
Для парогенераторов, установленных после 1967 г., трубы поверхностей нагрева изготовлены по МРТУ 14-4-21—67.
С повышением параметров вырабатываемого пара запасы прочности материала труб поверхностей нагрева становятся меньше, а тепловое напряжение резко возрастает. Разница температур по толщине стенки труб экрана на стороне, обращенной к факелу, достигает 100—120° С. В этих условиях к механическим нагрузкам прибавляются значительные напряжения от неравномерных температур по окружности труб.
Одновременно имеют место коррозионные процессы, разрушающие наружную и внутреннюю поверхности труб.
В парогенераторах высокого давления с температурой перегрева выше 450° С для труб поверхностей нагрева применяют сталь 15ХМ, а для паропроводов и камер (коллекторов) стали 15ХМ и 12ХМ. Сталь 12ХМ содержит меньше углерода и меньше хрома, ее можно применять при температуре стенки до 530° С, а сталь 15ХМ — до 550° С.
С повышением параметров пара (25 МПа, или 250 кгс/см2, и 570° С) вместо сталей 12ХМ и 15ХМ применяют более жаропрочные стали 12Х1МФ и 15Х1М1Ф, первая марка — для поверхностей нагрева, коллекторов, паропроводов, а вторая только для коллекторов и паропроводов.
Трубы поверхностей нагрева с температурой стенки до 585° С изготовляют из стали 12Х2МФСР, которая имеет более высокую окалиностойкость и менее чувствительна к колебаниям режима термической обработки.
11%-ная хромистая сталь ЭИ756 (1Х12В2МФ) и другие 11 %- ные хромистые стали применяются для труб пароперегревателей, они могут надежно служить при температуре стенки до 630° С.
В выпускаемых для электростанций парогенераторах хромомолибденовые стали заменены хромомолибденованадиевыми, жаропрочность которых несколько выше.
Для пароперегревателей, коллекторов и паропроводов, работающих при температуре стенки до 640° С, применяют аустенитную сталь Х18Н12Т. Эта сталь обладает высокой жаропрочностью и окалиностойкостью, а кроме того, практически нечувствительна к небольшим повышениям рабочих температур сверх расчетных.
Шпильки и гайки фланцевых соединений.
В условиях, когда проводимая рабочая среда имеет температуру выше 425° С, к сталям шпилек и гаек предъявляются сверх обычных дополнительные требования: высокая жаропрочность и релаксационная стойкость, стабильность структуры и свойств в процессе эксплуатации, коэффициент линейного расширения одинаковый (или близкий) с материалом фланцев.
Болты, шпильки и гайки для трубопроводов низкого давления (1,57 МПа, или 16 кгс/см2, 350° С) изготовляют из спокойной стали марок Ст3 и Ст4 по ГОСТ 380—71.
Для трубопроводов на давление не выше 9,8 МПа (100 кгс/см2) и температуру до 425° С болты, гайки и шпильки делают из конструкционных сталей 35 и 40 по ГОСТ 1050—60.
При давлениях выше 9,8 МПа (100 кгс/см2) и температуре не более 450° С болты, шпильки и гайки изготовляют из сталей 30ХМ, 30ХМА и 35ХМА по ГОСТ 4543—71. Гайки испытывают напряжения меньше, чем шпильки, поэтому изготовленные из сталей 30ХМ, 30ХМА гайки допускаются для работы при температуре до 510° С.
При высоком и сверхкритическом давлении болты, шпильки и гайки применяют только в арматуре. Для этих условий крепежные детали изготовляют из следующих сталей:
Контрольные вопросы
- Что такое деформация и прочность металлов?
- Что такое наклеп и рекристаллизация?
- Как переносит углеродистая сталь нагрузки при повышении температуры?
- Что такое ползучесть, как она проявляется, в чем ее опасность?
- Что такое нестабильность структуры стали, ее практическое значение?
- Что такое жаропрочность и окалиностойкость, в чем заключается их практическое значение?
- Что такое релаксация?
