Трубопроводы и арматура ТЭС - Наблюдение за ползучестью и структурными изменениями металла станционных паропроводов

В процессе эксплуатации станционных паропроводов, работающих при температуре пара выше 450° С, необходимо систематическое наблюдение за состоянием металла, в том числе за ростом остаточных деформаций в металле (ползучестью) и за структурными изменениями в нем.
Наблюдения за ползучестью проводятся непосредственно на работающих паропроводах, а наблюдения за структурными изменениями — в лабораториях на вырезанных из паропроводов образцах. Наблюдениями должны охватываться все паропроводы, работающие на перегретом паре с температурой выше 450° С, за исключением трубопроводов с внутренним диаметром 50 мм и ниже, а также кратковременно работающих трубопроводов с внутренним диаметром 100 мм и меньше.
Для измерения ползучести к паропроводам привариваются специальные бобышки, изготовленные из нержавеющей стали и отполированные до блеска; установка бобышек предусматривается на середине всех прямых участков между двумя соседними сварными стыками или фланцевыми соединениями по возможности дальше от опорных конструкций.
Приварка бобышек на гнутых трубах производится на их плечах, если длина последних равна или превышает 1-2 м.
В местах приварки бобышек должна устанавливаться съемная тепловая изоляция, по своим теплотехническим свойствам равноценная изоляции основного паропровода.

Рис. 4-2. Контрольный участок на паропроводе для наблюдения за структурными изменениями металла. а — репер для замера ползучести.
Для наблюдения за структурными изменениями в металле на каждом паропроводе от котла к турбине или к магистрали предусматривается выделение контрольных участков, предназначенных для вырезки образцов, необходимых для проведения металлографических исследований ‘.
Контрольные участки на паропроводах должны выделяться в тех местах, где пар имеет наивысшую температуру, т. е. как можно ближе к выходу пара из котлов. Однако в отдельных случаях при отсутствии на паропроводах от котлов удобных мест допускается размещение контрольных участков на сборных магистралях.
При выполнении паропровода, идущего от котла, в несколько параллельных ниток из труб одной и той же стали контрольные участки могут назначаться только для одной нитки. Для котлов высоких и сверхвысоких параметров с промежуточным перегревом пара контрольные участки должны выделяться как на паропроводах свежего пара, так и паропроводах каждой ступени промежуточного перегрева с температурой пара выше 450° С.
Контрольный участок на паропроводе перегретого пара (рис. 4-2) должен быть прямолинейным и иметь длину не менее 4,5 м.
* См. Инструкцию по наблюдению за ползучестью и структурными изменениями металла паропроводов и пароперегревателей. Техническое управление Министерства строительства электростанций СССР, I960.
Труба, предназначенная для контрольного участка, должна иметь первоначальную длину не менее 5,1 м. Перед вваркой в паропровод с каждого конца трубы для контрольного участка отрезают патрубки длиной по 300 мм для лабораторного исследования исходного состояния металла. Трубы для контрольных участков следует выбирать из стали той же плавки, что и весь остальной паропровод с минусовым до- . пуском на толщину стенки.
В среднем сечении контрольного участка паропровода привариваются четыре бобышки для замера ползучести (по две в двух взаимно-перпендикулярных направлениях). Такие же бобышки привариваются к контрольному участку еще в двух его сечениях на расстоянии по 1 м от середины.
Для наблюдения за структурными изменениями металла из каждого конца контрольного участка через каждые 3 года поочередно делают вырезки трубы: I; II; III; IV; V и VI длиной соответственно 2X300; 2X600 и 2Х Х900 мм, как показано на рис. 4-2 сплошными линиями, взамен которых в паропровод ввариваются вставки, показанные пунктиром.
Длина контрольного участка 4,5 м позволяет выполнить шесть вырезок для исследований металла, т. е. обеспечить паропровод средствами контроля на 18 лет его эксплуатации.
Если в паропроводе будет обнаружена повышенная скорость ползучести, то 3-летний период вырезки из контрольных участков может быть Госгортехнадзором сокращен. В соответствии с этим при применении новых марок перлитных сталей и всех марок аустенитных сталей длину контрольных участков на паропроводах перегретого пара рекомендуется назначать, исходя из условий возможности выполнения на них восьми вырезок, что определяет номинальную длину каждого контрольного участка паропровода для этого случая в размере 5,1 м.
Длины контрольных участков паропроводов, а также исходных труб для них и запасных труб для замены вырезок приведены в следующей таблице:

Примечание. Длина труб для замены вырезок из контрольных участков подсчитана с запасом около 15%.

Трубы указанной длины должны включаться в спецификации на паропроводы для каждого контрольного участка с указанием их назначения.