ГЛАВА ЧЕТВЕРТАЯ
ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ДЕТАЛЕЙ АРМАТУРЫ
1. ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ АРМАТУРЫ
В условиях механических мастерских электростанций или ремонтных заводов энергосистем наиболее удобными для термической обработки в эксплуатации и экономически целесообразными являются печи сопротивления универсального назначения, приспособленные для разнообразных операций. Таковыми являются печи Н-15 (КН-15) и КН-15Б. Они имеют следующую техническую характеристику. Печь Н-15(КН-15): мощность 15 кВт, напряжение тока 60 в, число фаз 1, ширина рабочего пространства 300 мм, длина 650 мм, ш высота 250 мм, рабочая температура 950° С, габариты 1,1Х1,7Х Х1,5 м\ КН-15Б: мощность 15 кВт, напряжение тока 380/220 в, число фаз 2/3, ширина рабочего пространства 320 мм, длина 690 мм, высота 300 мм, рабочая температура 950° С, габариты 1,8X1,64 м.
Более мощные печи, например Н-30 или Н-45, имеющие соответственно мощность 30 и 45 кВт, как правило, используются очень мало и прогрев в них деталей до требуемой температуры обычно составляет 4—5 ч. При отсутствии электрических печей Н-15 (КН-15) или КН-15В заводского изготовления можно аналогичную печь изготовить силами механических мастерских электростанций.
На рис. 4-1 приведена разработанная ОРГРЭС конструкция электрической печи (/=1 200° С). Она состоит из рабочего пространства с размерами 350x465x875 мм, куда через загрузочное окно закладывают детали. Печь нагревается электрическим током, который проходит по нагревателям, расположенным под подом и на внутренних стенках печи. Ток подводится от силовой сети через специальные вводы, вставленные в заднюю стенку печи.
Следует отметить, что электрические печи на t — 1 200° С, выпускаемые промышленностью, имеют малые рабочие пространства и не могут быть использованы для термической обработки крупных деталей электрооборудования (детали затвора задвижек, шиберы). Мощность такой печи 60 кВт, напряжение 380 или 220 в и время разогрева до рабочей температуры 40 мин.
Таблица 4-1
Рис. 4-2.
Для нагревательных элементов печи применяются различные материалы. В табл. 4-1 дана краткая характеристика некоторых материалов, применяемых для нагревательных элементов печей.
На ряде электростанций имеются значительные трудности с получением нагревательных спиралей.
Представляет интерес опыт промышленности по переводу существующих электрических печен сопротивления на работу газом. При этом следует учитывать следующие соображения.
Электрические печи сопротивления с температурой в рабочем пространстве выше 900—1 000° С целесообразно переводить на газ, поскольку, газовые печи обеспечивают быстрый подъем температуры и низкую стоимость тепловой энергии. При переводе на газ упрощается эксплуатация печи, поэтому обслуживание и ремонт ее могут осуществлять менее квалифицированные рабочие.
Газовая печь.
Кроме того, отпадает потребность в дорогостоящих электронагревателях и фасонных огнеупорах, а ремонт и изготовление газовых печей можно выполнять своими силами.
Перевод электропечей на газ целесообразно производить в тех случаях, когда возможно максимальное использование их элементов (каркаса, кладки и др.) и когда местные условия позволяют осуществить устройство дымоотводящих каналов, боровов и дымовой трубы для отвода продуктов сгорания.
ОРГРЭС разработана конструкция газовой печи на 1 250° С для термической обработки деталей арматуры из легированных марок сталей. Газовая печь (рис. 4-2) состоит из каркаса 1, футеровки 2, горелки 3 с инжекционными системами, задвижки 4 и заслонки 5. Нагрев рабочего пространства лечи производится природным газом. Газ с теплотой сгорания 8 000, ккал/м3 поступает через инжекционный смеситель и горелки. Расход газа 30 м3/ч при давлении у горелки 1 кг/см2.
Закалочная ванна печи показана на рис. 4-3. Закалочные жидкости (вода и масло) наливаются в специальные баки, которые выполнены сварными из листовой стали. Объем жидкости в баке должен быть таким, чтобы при закалке стальных деталей она почти не нагревалась. Для примерных расчетов можно исходить из того, что на 1 кг закладываемой детали требуется 5—6 л воды или 10—12 л масла.
Для охлаждения масляных и водяных баков предусмотрена циркуляция воды вокруг закалочных баков. Масло, нагретое до температуры вспышки, может загореться. Поэтому нельзя допускать сильного нагрева масла и за его температурой нужно тщательно следить. Во избежание перегрева масла, особенно с поверхности его, необходимо перемешивать до и тотчас после закалки. Масляный бак имеет крышку, и при воспламенении масла его следует немедленно закрывать.
Контроль механических свойств металла после термической обработки производится путем испытания на твердость. Определение твердости производится по способу Бринеля или по способу Роквелла.
Рис. 4-3. Сдвоенная ванна для закалки.
1 — масляный бак; 2 — водяной бак.
Рис. 4-4. Отделение для термической обработки деталей арматуры.
1 — печь; 2—гнездо для муфеля; 3 — тельфер; 4 — швеллер; 5 — стойка для баллонов; 6 — стеллаж для азотированных деталей; 7 — стеллаж для деталей, поступающих на азотирование; 8 — стол для приборов; 9 — каркас; 10—муфель; 11 — футеровка; 12 — прослойка; 13 — спираль из нихрома
Для приближенного определения твердости можно пользоваться тарированными напильниками. Для этой цели выбирают обычно шлифные напильники плоской, квадратной или треугольной формы. Тарированные напильники подвергают термической обработке на различную твердость Насечки с интервалом 3—5 единиц по Роквеллу. Тарирование напильников производят по специальным эталонным плиткам, твердость которых заранее точно определена на приборе. Твердость насечки напильника обычно обозначена на его рабочей части. При контроле твердости подбирают такую пару напильников с минимальным интервалом по твердости, чтобы напильник с меньшей твердостью скользил по детали, а напильник с большей твердостью слегка царапал деталь.
Такими тарированными напильниками следует пользоваться главным образом на месте, когда нет возможности снять деталь и есть сомнение в ее твердости. В термических же отделениях должны быть приборы Бринеля или Роквелла.
На рис. 4-4 показано отделение для термической обработки, выполненное в механических цехах ряда электростанций как высокого, так и сверхвысокого давлений. Площадь термического отделения должна быть 20— 30 м2. В этом же отделении находится установка для азотирования деталей арматуры. Следует отметить, что наличие термического отделения в механическом цехе электростанций значительно повышает общую производственную культуру цеха, так как позволяет организовать выпуск из ремонта деталей с высокой механической прочностью.
