Меню

Дефекты труб поверхностей нагрева

Виды повреждений труб поверхностей нагрева котлов и их причины

Трубы котлов энергоблоков, а также многих котлов высокого и среднего давления с поперечными связями повреждаются в результате нарушения технологии при изготовлении, монтаже и ремонте элементов поверхностей нагрева, ускоренного развития ползучести, внутренней и наружной коррозии, золового и пылевого износа.

Из-за нарушения технологии и недостаточного контроля при производстве труб появляются технологические трещины, риски и расслоения металла труб. Изредка встречаются задиры на внутренней поверхности труб; развитие этих дефектов в процессе эксплуатации приводит к образованию продольных разрывов или свищей. Технологические трещины образуются на внутренней поверхности труб; их протяженность 30—50 мм. Длина рисок может быть любой. В процессе эксплуатации на их концах появляются трещины, в результате чего происходит продольный разрыв трубы. Расслоения металла встречаются главным образом в трубах из стали 1Х18Н12Т, в большинстве случаев они выходят на внутреннюю поверхность но винтовой линии.

Технологические трещины, риски, расслоения и задиры на внутренней поверхности труб, приводящие к образованию разрывов, должны быть Обнаружены дефектоскопическим контролем при производстве труб и применяемыми видами входного контроля при изготовлении и установке трубных элементов.

Повреждения мест изгиба труб поверхностей нагрева подразделяются на три основные группы: продольные трещины в области нейтрального волокна, продольные разрывы на растянутой стороне и поперечные трещины на сжатой стороне трубы.

Трещины в области нейтрального волокна мест изгиба труб из стали 12Х1МФ наблюдаются в низкотемпературных зонах, например в переходной зоне котлов ПК-39 или в необогреваемой зоне на входе в промперегреватель котлов ТПП-110. Эти трещины, как правило, развиваются от внутренней поверхности трубы. Повреждения наблюдаются в местах изгиба с увеличенным искажением поперечного сечения. Продольные разрывы на растянутой стороне характерны для мест изгиба труб обогреваемой зоны пароперегревателей и радиационных поверхностей нагрева. Эти трещины распространяются от наружной поверхности труб при большой деформации поперечного сечения места изгиба. Поперечные трещины на сжатой стороне места изгиба трубы развиваются главным образом под действием компенсационных напряжений. Работоспособность металла снижается из-за наклепа при холодном изгибе без последующей термообработки.

Сварные соединения повреждаются главным образом в результате нарушения рекомендованных режимов сварки, приводящих к несплавлению стыкуемых кромок, развитию кольцевых трещин, перегреву прилежащего к стыку участка трубы из-за неудаленного внутреннего грата при контактной сварке и, как следствие, к разрушению из-за ускоренного развития ползучести. Основным видом повреждения сварных швов, выполненных ручной сваркой, являются свищи, возникающие из-за непроваров и несплавлений по кромкам труб. Эти дефекты легко обнаруживаются методами неразрушающей дефектоскопии, поэтому при 100%-ном контроле их не должно быть.

Повреждения угловых швов приварки змеевиков и штуцеров к камерам имеют вид кольцевых трещин вдоль линии сплавления со стороны змеевика или штуцера. Причиной образования трещин являются нарушения технологии сварки, а также недостаточная компенсация термических расширений.

При развитии явления ползучести у прямых труб увеличивается диаметр и появляется продольное растрескивание. У изогнутых труб и в сварных соединениях деформация и растрескивание могут быть различными. Скорость ползучести повышается при кратковременном или длительном перегреве металла. При кратковременном перегреве диаметр труб увеличивается больше, чем при длительном перегреве. При перегреве в первую очередь разрушаются трубы, работоспособность которых понижена из-за технологических дефектов изготовления.

Коррозия наружной поверхности труб может быть низкотемпературной и высокотемпературной.

Источник

Основные дефекты поверхности нагрева КА.

Общая длина труб поверхности нагрева современных мощных КА достигает нескольких десятков километров. Даже самые незначительные повреждения на любом из участков поверхности нагрева вызывает появление свищей и разрывов, и приводит к аварийным ситуациям.

Основными дефектами поверхности нагрева КА является:

  1. увеличение диаметра труб в результате ползучести
  2. коробление и изгибы труб и змеевиков
  3. коррозия поверхности нагрева
  4. абразивный износ труб и систем золозащиты
  5. золовые отложения

1. Пароперегревателей, работающих при температуре пара 450 0 С и выше происходит в результате длительного нагрева стенок труб до температур выше расчетных; длительные или кратковременные перегревы труб до высоких температур вызываются местными повышениями температур газов при нарушении нормальных условий эксплуатации котла; приводит к возникновению остаточных деформаций; контроль остаточной деформации производится с помощью специальных шаблонов (скобы), диаметр которых для углеродистых сталей: Дсном+3%Дном, а у легированных Дсном+2.5%Дном.

Читайте также:  Крепление асбестовой трубы для дымохода в перекрытии

2. Некоторые перегревательные и экранные трубы или их группы при эксплуатации изгибаются и выступают из общего ряда, причиной этого являются: зажатие камер змеевиков, коллекторов или отдельных труб при проходе через обмуровку, в результате чего отсутствуют зазоры для термического расширения, также трубы изгибаются и коробятся из-за чрезмерного или неравномерного холодного натяга; при их установке обрывы креплений и нарушение нормальной циркуляции воды в котле, выступающие покоробленные участки труб подвергаются дополнительному термическому воздействию со стороны потока газов, что приводит к их пережогу.

3. Коррозия на наружной и внутренней поверхностей нагрева проявляется в виде свищей, оспин, раковин, язвин, которые приводят к разрыву труб.

Коррозии наружной поверхности труб.

Подразделяется на низкотемпературную и высокотемпературную.

  • Низкотемпературная коррозия появляется при температуре метала, ниже точки россы дымовых газов. Ей подвержены пакеты холодной набивки регенеративных воздухоподогревателей (РВП), холодная часть трубчатых ВП, а также стальные короба газоходов.
  • Механизм высокотемпературной коррозии выглядит следующим образом: под действием продуктов сгорания и воздуха на поверхностях нагрева образуется окисная пленка. Некоторое время эта пленка, служит защитой метала от окисления до определенных температур, но при высоких температурах интенсивность коррозий усиливается, процесс зависит от качества стали и условий работы.

Коррозии внутренних поверхностей труб.

Является следствием взаимодействия коррозионно-активных газов, кислород и углекислота или солей(хлоридов и сульфатов содержащихся в котловой воде с металлом труб).

У экранных труб на внутренней поверхности образуется подшламовая коррозия. У пароперегревательных труб может образовываться кислородная стояночная коррозия. Это электрохимическая коррозия происходит в воде содержащей кислород и протекает при комнатной температуре, возможно при останове котла, когда определенное время он находится заполненный водой. Продукт коррозии, образовавшихся в результате процесса в дальнейшем при работе котла могут попасть в проточную часть турбины и вызвать износ лопаточного аппарата. Абразивный процесс и систем золозащиты. При увеличенных скоростях запыленного газового потока стенки труб подвергаются абразивному стиранию и становятся тоньше. Абразивный износ происходит при сжигании многозольных топлив высоко-ых мазутов и проявляется на конвективных поверхностях нагрева – пароперегреватели, экономайзеры, трубчатые ВП. Наиболее интенсивный износ происходит в местах увеличения скорости и изменения направления потоков газов, а также в местах завихрений в которых увеличивается концентрация золы: крепление труб, выступы обмуровки, у манжетов труб, хомутов, не плотности газовых перегородок

  • Золовые отложения — сжигание любых видов твердых топлив и сернистых мазутов сопровождается золовыми отложениями. Количество этих отложений зависит от зольности топлива, химического состава золы, температурного режима котла и конструкции его поверхностей. Отложения имеют различную структуру и обладают разными физическими свойствами, но все они приводят к уменьшению коэффициента теплопередачи, повышения температуры уходящих газов, повышению аэродинамического сопротивления.

По химическому и микрологическому составу отложения подразделяются: амоноселикатные, щелочносвязанные, сульфатные, фосфатные, и отложения с большими содержаниями железа. По своему составу и механической прочности отложения подразделяются на прочные, сыпучие и слипшиеся. К прочным относятся отложения: шлаковые, сыпучие и слипшаяся зола. Шлаковое отложение происходит в условиях высоких тем-р при которых плавятся все компоненты золы, расп-ся зола налипает на спинки труб и образует плотную шлаковую корку. Отложения происходят в области сравнительно низких темп-р, частицы золы налипают на трубы образуя пористые отложения. Отложения образуются в топливе веществ содержащих кальций.

Сыпучие отложения происходят в конвективных поверхностях нагрева при пониженных скоростях газового потока.

W=18м/c
W=11м/c
W=4,9м/c

Для защиты от золовых отложений на лобовую поверхность труб приваривают защитные уголки; могут быть на определенную трубу или на пакет труб.

Слипшиеся отложения возникают при сжигании мазутов, при наличии серы и сажи в продуктах сгорания, подвержены экономайзерные поверхности и ВП.

Мероприятия осуществляемые по выводу котла в ремонт.

  1. наружный осмотр всех доступных узлов для проверки технического состояния и уточнения объема ремонтных работ.
  2. отключение котла от паровой магистрали, снижение давления в нем и охлаждения всех устройств котла выводимых в ремонт.

Соединительные линии котла выводимого в ремонт с работающими котлами и паровой магистрали запускаются. Отключаются все водопроводы, газоходы, воздуховоды котла, а после отключения газопроводов в топку газоходов, воздуховода в течении 20 минут. Вентилируют с помощью дымососов и дутьевых вентиляторов.

Читайте также:  Как правильно подключить трубы для ванной

Дата добавления: 2015-08-14 ; просмотров: 1074 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник

Дефекты труб поверхностей нагрева

Виды дефектов и повреждений элементов котлов типа ДЕ

Наиболее характерными повреждениями труб поверхностей нагрева являются: трещины поверхности экранных и кипятильных труб, коррозионные разъедания наружных и внутренних поверхностей труб, разрывы, утонения стенок труб, трещины и разрушения колокольчиков.

Причины появления трещин, разрывов и свищей: отложения в трубах котлов солей, продуктов коррозии, сварочного грата, замедляющих циркуляцию и вызывающих перегрев металла, внешние механические повреждения, нарушение водно-химического режима.

Коррозия наружной поверхности труб подразделяется на низкотемпературную и высокотемпературную. Низкотемпературная коррозия возникает в местах установки обдувочных приборов, когда в результате неправильной эксплуатации допускается образование конденсата на занесенных сажей поверхностях нагрева. Высокотемпературная коррозия может иметь место на второй ступени пароперегревателя при сжигании сернистого мазута.

Наиболее часто встречается коррозия внутренней поверхности труб, возникающая при взаимодействии коррозионноактивных газов (кислорода, углекислоты) или солей (хлоридов и сульфатов), содержащихся в котловой воде, с металлом труб. Коррозия внутренней поверхности труб проявляется в образовании оспин, язв, раковин и трещин.

К коррозии внутренней поверхности труб также относятся: кислородная стояночная коррозия, подшламовая щелочная коррозия кипятильных и экранных труб, коррозионная усталость, проявляющаяся в виде трещин в кипятильных и экранных трубах.

Повреждения труб из-за ползучести характеризуются увеличением диаметра и образованием продольных трещин. Деформации в местах гибов труб и сварных соединений могут иметь различные направления.

Прогары и окалннообразовання в трубах происходят вследствие их перегрева до температур, превышающих расчетную .

Основные виды повреждений сварных швов выполненных ручной дуговой сваркой — свищи, возникающие из-за непроваров, шлаковых включений, газовых пор, несплавления по кромкам труб.

Основными дефектами и повреждениями поверхности пароперегревателя являются: коррозия и окалинообразование на наружной и внутренней поверхности труб, трещины, риски и расслоение металла труб, свищи и разрывы труб, дефекты сварных соединений труб, остаточная деформация в результате ползучести.

Повреждения угловых швов приварки змеевиков и штуцеров к коллекторам, вызывающие нарушением технологии сварки, имеют вид кольцевых трещин вдоль линии сплавления со стороны змеевика или штуцеров.

Характерными неисправностями, возникающими при эксплуатации поверхностного пароохладителя котла ДЕ-25-24-380ГМ являются: внутренняя и наружная коррозия труб, трещины и свищи в сварных

швах и на гибах труб, раковины, могущие возникнуть при ремонтах, риски на зеркале фланцев, течи фланцевых соединений вследствие перекоса фланцев. При гидравлическом испытании котла можно

определить только наличие неплотностей в пароохладителе. Для выявления скрытых дефектов следует провести индивидуальное гидравлическое испытание пароохладителя.

Характерными повреждениями барабанов котла являются: трещины-надрывы на внутренней и наружной поверхности обечаек и днищ, трещины-надрывы вокруг трубных отверстий на внутренней поверхности барабанов и на цилиндрической поверхности трубных отверстий, межкристаллитная коррозия обечаек и днищ, коррозионные разъединения поверхностей обечаек и днищ, овальность барабана оддулины (выпучины) на поверхностях барабанов, обращенных в топку, вызванные температурным воздействием факела в случаях разрушения (или выпадения) отдельных частей футеровки.

2.3. Металлоконструкции и обмуровка котла.

В зависимости от качества профилактической работы, а также от режимов и сроков эксплуатации котла, его металлоконструкции могут иметь следующие дефекты и повреждения: разрывы и изгибы стоек и связей, трещины, коррозионные повреждения поверхности металла.

В результате длительного воздействия температур имеют место растрескивание и нарушение целостности фасонного кирпича, закрепляемого на штырях к верхнему барабану со стороны топки, а также трещины в кирпичной кладке по нижнему барабану и поду топки.

Особенно часто встречается разрушение кирпичной амбразуры горелки и нарушение геометрических размеров за счет оплавления кирпича.

3. Проверки состояния элементов котла.

Проверка состояния элементов котла, выведенного в ремонт, производится по результатам гидравлического испытания, наружного и внутреннего осмотра, а также других видов контроля, проводимых в объеме и соответствии с программой экспертного обследования котла (раздел «Программа экспертного обследования котлов»).

3.1. Проверка поверхностей нагрева.

Осмотр наружных поверхностей трубных элементов особенно тщательно необходимо производить в местах прохода труб через обмуровку, обшивку, в зонах максимальных тепловых напряжении — в районе горелок, лючков, лазов, а также в местах гибов экранных труб и на сварных швах.

Читайте также:  Труба дренажная перфорированная гофрированная с муфтами диам 160х5мм uponor

Для предупреждения аварии, связанных с утонением стенок труб вследствие сернистой и стояночной коррозии, необходимо при ежегодных технических освидетельствованиях, проводимых администрацией предприятия, производить контроль труб поверхностей нагрева котлов, эксплуатируемых более двух лет.

Контроль производится внешним осмотром с обстукиванием предварительно очищенных наружных поверхностей труб молотком массой не более 0,5 кг и измерением толщины стенок труб. При этом следует выбирать участки труб, подвергшиеся наибольшему износу и коррозии (горизонтальные участки, участки в отложениях сажи и покрытые коксовыми отложениями).

Измерение толщины стенок труб производится ультразвуковыми толщиномерами. Возможно вырезание участков труб на двух-трех трубах топочных экранов и трубах конвективного пучка, расположенных на входе газов в него и выходе. Оставшаяся толщина стенок труб должна быть не менее расчетной согласно расчету на прочность (прилагаемого к Паспорту котла) с учетом прибавки на коррозию на период дальнейшей эксплуатации до следующего освидетельствования и прибавки запаса 0,5 мм.

Расчетная толщина стенки экранных и кипятильных труб для рабочего давления 1,3 МПа (13 кгс/см 2 ) составляет 0,8 мм, для 2,3 МПа (23 кгс/см 2 ) – 1,1 мм. Прибавка на коррозию принимается по полученным результатам замеров и с учетом длительности эксплуатации между освидетельствованиями.

На предприятиях, где в результате длительной эксплуатации не наблюдалось интенсивного износа труб поверхностей нагрева, контроль толщины стенок труб может производится при капитальных ремонтах, но не реже 1 раза в 4 года.

Внутреннему осмотру подлежат коллектора, пароперегревателя и заднего, экрана. Обязательному вскрытию и осмотру должны быть подвергнуты лючки верхнего коллектора заднего экрана.

Наружный диаметр труб должен измеряться в зоне максимальных температур. Для измерений применять специальные шаблоны (скобы) или штангенциркуль. На поверхности труб допускаются вмятины с плавными переходами глубиной не более 4 мм, если они не выводят толщину стенки за пределы минусовых отклонений.

Допускаемая разностенность труб — 10%.

Результаты осмотра и измерений заносятся в ремонтный формуляр.

Дня выявления участков барабана, поврежденных коррозией, необходимо осмотреть поверхность до внутренней очистки с целью определения интенсивности коррозии измерить глубину разъедания металла.

Равномерные разъедания измерить по толщине стенки, в которой для этой цели просверлить отверстие диаметром 8 мм. После измерения в отверстие установить пробку и обварить с двух сторон или, в крайнем случае, только изнутри барабана. Измерение можно также производить ультразвуковым толщиномером.

Основные разъедания и язвины измерить, по оттискам. Для этой цели поврежденный участок поверхности металла очистить от отложений и слегка смазать техническим вазелином. Наиболее точный отпечаток получается, если поврежденный участок расположен на горизонтальной поверхности и в этом случае имеется возможность залить его расплавленным металлом с низкой температурой плавления. Затвердевший металл образует точный слепок поврежденной поверхности.

Для получения отпечатков, пользоваться третником, баббитом, оловом, по возможности применять гипс.

Оттиски повреждений, расположенных на вертикальных потолочных поверхностях, получить, используя воск и пластилин.

Склепки и оттиски сохранить для сравнения с новыми , получаемыми при последующих осмотрах тех же мест.

Осмотр трубных отверстий, барабанов проводится в следующем порядке.

После удаления развальцованных труб проверить диаметр отверстий при помощи шаблона. Если шаблон входит в отверстие до упорного выступа, то это означает, что диаметр отверстия увеличен сверх нормы. Измерение точной величины диаметра осуществляется штангенциркулем и отмечается в ремонтном формуляре.

При контроле сварных швов барабанов необходимо подвергать проверке прилегающий к ним основной металл на ширину 20-25 мм по обе стороны от шва.

Овальность барабана измеряется не менее чем через каждые 500 мм по длине барабана, в сомнительных случаях и чаще.

Измерение прогиба барабана осуществляется путем натяжки струны вдоль поверхности барабана и замера зазоров по длине струны.

Контроль поверхности барабана, трубных отверстий и сварных соединений производится внешним осмотром, методами, магнитопорошковой, цветной и ультразвуковой дефектоскопии.

Допускаются (не требуют выправки) отдулины и вмятины вне зоны швов и отверстий при условии, что их высота (прогиб), в процентах от наименьшего размера их основания, будет не более:

— в сторону атмосферного давления (отдулины) — 2%;

— в сторону давления пара (вмятины) — 5%.

Допускаемое уменьшение толщины стенки днища — 15%.

Допускаемое увеличение диаметра отверстий для труб (под сварку) — 10%.

Источник

Adblock
detector