Ремонт барабанов котлов высокого давления

В процессе эксплуатации барабанов котлов высокого давления регулярно проводится контроль их металла. При контроле иногда обнаруживают дефекты листа днищ или обечаек барабанов, обуслов­ленные качеством металла, дефекты котельного производства или дефекты, возникшие при эксплуатации или ремонте.

К числу металлургических дефектов относятся расслоения в ли­стах, выходящие на поверхность листа, на поверхность трубных от­верстий или кромку лазового отверстия.

Вследствие наличия остаточных напряжений в процессе эксплуа­тации могут возникать трещины в сварных соединениях и околошов­ной зоне. Такие трещины наблюдаются около мест приварки крон­штейнов крепления внутрибарабанных устройств, около швов при­варки лапы затвора лаза на внутренней поверхности днища и кольцевые трещины около шва приварки кольца укрепления кромки лаза. Об­наруживаются также дефекты в основных продольных стыковых и кольцевых швах: трещины в наплавленном металле и околошовной зоне, непровары, поры, шлаковые включения и др.

Остаточные напряжения, не снятые термической обработкой по­сле штамповки днищ, могут послужить причиной появления трещин на их внутренней поверхности в местах отбортовки.

Вследствие стояночной коррозии работы на недеаэрированной или плохо деаэрированной воде появляются коррозионные язвы, цепочки язв и раковины на внутренней поверхности обечаек и днищ, а также на поверхности отверстий и лаза. Около отверстий, в основ­ном в пределах водяного объема, обнаруживают трещины, распола­гающиеся преимущественно радиально или вдоль оси барабана. Эти трещины возникают из-за термических напряжений. Они могут быть скрыты под трубами при вальцовке труб в барабане. Такие трещины могут возникать и на развальцованных участках труб. Дефекты (тре­щины, язвы и др.) могут быть также обнаружены на приварных шту­церах или в их околошовных зонах.

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. Наплавку после снятия такого слоя не производят, посколь­ку прочность барабана не снижается. Слой металла снимают шлифо­вальной машиной с абразивным кругом зернистостью 50 мкм.

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 значитель­ного нагрева металла 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 и не имевших трещины) закругляют с внутренней стороны барабана абразивным кругом; радиус закругления 7—10 мм. Это уменьшает концентрацию напряжений на кромках трубных отверстий и вероят­ность появления трещин.

Трубные отверстия растачивают уступами, стремясь к минималь­ному удалению металла. С внутренней стороны барабана 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.

В процессе удаления трещин производят повторную магнитопо-рошковую дефектоскопию. После удаления всех дефектов определя­ют глубину снятия металла или расточки отверстий и производят поверочный расчет тех 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, наплавки и прилегающие к ним поверхности основ­ного металла шириной не менее 20 мм зачищают абразивным кругом До металлического блеска и проверяют магнитопорошковой 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 эксплуатирующей организации.

На внутреннюю поверхность барабана наплавляют металл толщи­ной не более 15 мм с предварительным и сопутствующим подогревом места наплавки до температуры 150 — 200 °С. Зона подогрева должна быть больше зоны наплавки на 150 мм с каждой стороны. Темпера­туру металла при подогреве контролируют с помощью термопар, устанавливаемых на стороне, противоположной расположению на­гревателя, на границе участка нагрева.

При однослойной наплавке валики устанавливают перпендику­лярно продольной оси барабана. Каждый последующий валик на­кладывают так, чтобы он перекрывал 1/3 ширины предыдущего ва­лика. При многослойной наплавке чередуют слои, располагая их перпендикулярно оси барабана и параллельно ей. Валики каждого слоя должны перекрывать предыдущие на 1/3 ширины.

Многослойную наплавку ведут до получения толщины стенки барабана, превышающей номинальную на 3 — 5 мм. Объем наплав­ленного металла не должен превышать 400 см³ на 1 м² внутренней поверхности барабана. При необходимости наплавки большего объема металла вопрос решают с участием представителей завода-изготовителя.

Если наплавку производят в местах установки внутрибарабанных устройств, одновременно с наплавкой к барабану приваривают крон­штейны, служащие для крепления этих устройств. После сварочных и наплавочных работ на барабанах котлов высокого давления обяза­тельно проводят термообработку.

Всю поверхность вновь наплавленного металла и околошовную зону шириной в каждую сторону не менее 20 мм зачищают абразив­ным кругом до металлического блеска и вновь проверяют магнитной дефектоскопией на отсутствие трещин. Места наплавки металла на корпус барабана дополнительно проверяют ультразвуковой дефекто­скопией.

После окончания ремонта барабана составляют подробный фор­муляр, в котором отмечают места и величину выборки металла, свар­ки и наплавки, фамилии сварщиков. К формуляру прилагают эскизы мест сварки и наплавки с кратким описанием режима сварочных работ и порядка наложения швов.

На отремонтированном барабане не должно быть трещин, непро-варов, шлаковых включений (если они расположены цепочкой и имеют суммарную протяженность более 20 мм на 100 мм длины шва), газовых пор в виде сплошной сетки, скопления газовых пор в от­дельных участках шва (более 5 на 1 см² площади шва или наплавки), отдельных шлаковых включений или пор размером более 3 мм. На поверхности барабана не должно быть резких переходов и острых углов, чистота поверхности должна соответствовать требуемой.

После осмотра и контроля барабана составляют акт, который предъявляют инспектору Ростехнадзора. Затем производят гидрав­лическое испытание котла. Все отремонтированные места снова

осматривают, а места наплавок на корпус барабана дополнительно контролируют методом ультразвуковой дефектоскопии. После этого производят сборку деталей в барабане.

При выполнении работ внутри барабанов строго соблюдают пра­вила техники безопасности. Работы выполняют только лица, про­шедшие проверку знаний этих правил, а также инструктаж перед началом работ и на рабочем месте.

Шлифовальный круг должен быть защищен кожухом. При обра­ботке трубных отверстий и штуцеров пневматическую шлифовальную машину включают после ввода шлифовального круга в отверстие, а выключают до вывода из отверстия. Работу с абразивным инструмен­том производят в респираторах и защитных очках.

При работе внутри барабанов принимают меры против попадания в трубы посторонних предметов (болтов, гаек, инструментов, электро­дов, рукавиц). Нижнюю часть барабана закрывают резиновыми ковриками. Нельзя использовать трубы для складывания инструмен­тов, материалов и других предметов. Если несмотря на принимаемые меры в трубу попал посторонний предмет, эту трубу отмечают и со­общают о случившемся бригадиру или мастеру.

Если посторонний предмет не удается извлечь из трубы с помощью троса, шланга или струи воды, а металлические предметы — магни­том, опускаемым в трубу на веревке или тросе, то ее необходимо разрезать, посторонние предметы удалить и после этого заварить трубу.