Технология ремонта барабана котлов высокого давления

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.

Вследствиеналичия 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 ммна 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 трещины и не имевших их) 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 магнит­опорошковую 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 10 ммзачищают 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 металл наплавляют толщи­ной не более 15 ммс предваритель­ным и сопутствующим подогревом места наплавки до температуры 150–200 °С. Зона подогрева должна быть больше зоны наплавки на 150 ммс каждой стороны. Температуру металла при подогреве кон­тролируют термопарами, приварен­ными по границам зоны подогрева.

При однослойной наплавке ва­лики располагают перпендикулярно продольной оси барабана. Каждый последующий валик накладывают так, чтобы он пере­крывал 1/3 ширины предыдущего валика. При многослойной на­плавке чередуют слои, накладывая 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 см 3 на 1 м 2 внутренней поверхности барабана. При необходимости произвес­ти наплавку 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 проводится термообработка.

Всю поверхность вновь наплавленного металла и околошов­ную зону шириной в каждую сторону не менее 20 ммзачищают 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, непроваров, шлаковых включений (если они расположены цепоч­кой и имеют суммарную протяженность более 20 ммна 100 ммдлины шва), газовых пор в виде сплошной сетки, скопления газо­вых пор в отдельных участках шва (более 5 на 1 см 2 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 опять 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 пользоваться трубами 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 — с помощью магнита, опускаемого в трубу на веревке или тро­се, то ее необходимо разрезать, посторонние предметы удалить и после этого заварить трубу.

Дата добавления: 2014-12-16 ; просмотров: 3794 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник

Ремонт барабанов котлов высокого давления

Виды повреждений в металле барабанов

В табл. 9.8. и на рис.9.31–9.38 приведены наиболее часто встречающиеся повреждения в металле барабанов, выполненных из сталей 16ГНМ, 16ГНМА и 22К.

Рис. 9.31. Трещины на поверхности обечайки, на стенках трубных отверстий и внутренней поверхности штуцера

Рис. 9.32. Трещины на стенках трубного отверстия под завальцованным концом трубы

Рис. 9.33. Трещины около швов приварки кронштейнов для крепления внутрибарабанных устройств

Рис. 9.34. Расслоения в листах

Рис. 9.35. Трещины около швов приварки лапы затвора лаза и кольца усиления лаза. Расслоение металла в отверстии лаза

Рис. 9.36. Трещины в сварных швах приварки штуцера

Рис. 9.37. Трещины в сварных швах приварки штуцера к рубашке

Рис. 9.38. Дефекты и трещины в наплавленном металле сварного шва и околошовной зоне: 1 – шлаковые включения; 2 – трещина в шве; 3 – флюсовое включение; 4 – трещина в околошовной зоне; 5 – несплавление кромок; 6 – непровар

Таблица 9.8. Повреждения в металле барабанов

Место появления повреждений	Характер повреждений
Цилиндрическая часть барабана	Трещины в районе отверстий, преимущественно радиальные, выходящие на внутреннюю поверхность обечайки и отверстия, а также преимущественно параллельные образующим барабана, расположенные в нижней части около отверстий и на неослабленных участках (см. рис. 9.31). Трещины на поверхности отверстий под вальцовочными соединениями (см. рис. 9.32). Трещины около швов приварки кронштейнов крепления внутрибарабанных устройств (см. рис. 9.33). Расслоения в листах, как выходящие, так и не выходящие на поверхность барабана и отверстий. Язвины, цепочки язвин и раковины на наружной и внутренней поверхности обечаек и поверхности отверстий (см. рис. 9.34).
Днища барабана	Трещины около швов приварки лапы затвора лаза и других заводских монтажных деталей и кольцевые трещины у шва приварки кольца укрепления кромки лаза (см. рис.9.35). Трещины на внутренней поверхности в местах отбортовки штампованных днищ Расслоения металла, в том числе выходящие на поверхности днища и отверстия лаза Трещины на поверхности отверстия лаза Язвины, цепочки язвин и раковины на наружной и внутренней поверхностях днищ и отверстия лаза
Штуцера	Продольные трещины на внутренней поверхности штуцера (см. рис. 9.31) Трещины в сварных швах приварки штуцера к барабану (см. рис. 9.36) Трещины в сварных швах приварки ранее завальцованных труб Трещины в сварных швах приварки штуцера к рубашке (см. рис. 9.37) Язвины и цепочки язвин на наружной и внутренней поверхностях штуцеров
Основные сварные швы барабана	Трещины в кольцевых и продольных швах, а также в околошовной зоне, непровары, поры, шлаковые включения и другие технологические дефекты сварки (см. рис.9.38)

Обследование барабанов [ править ]

Обследование и определение объема и методов контроля металла барабанов производят в соответствии с «Основными положениями по ультразвуковой дефектоскопии сварных соединений котлоагрегатов и трубопроводов тепловых электростанций, ОП № 501 ЦД-75» (СПО Союзтехэнерго, 1978) и ГОСТ 21105-87 «Контроль неразрушающий. Магнитопорошковый метод».

Обследование металла барабанов производят:

• один раз в три-четыре года в период капитального ремонта котла;
• один раз в два года в период среднего ремонта при выполнении наплавочных и приварочных работ в предыдущие ремонты.

Демонтаж внутрибарабанных устройств производят газовой резкой таким образом, чтобы длина оставшейся части кронштейна была не менее 15 мм. Последующую приварку внутрибарабанных устройств производят к этим участкам кронштейнов.

При первом обследовании барабана кромки трубных отверстий с внутренней стороны должны быть скруглены с радиусом скругления 5–7 мм (рис. 9.39).

Рис. 9.39. Выборка трещин и скругление кромок в трубном отверстии

Устранение повреждений барабанов [ править ]

Все выявленные повреждения в основном и наплавочном металле барабанов удаляют механическим способом (абразивами, расточкой, рассверловкой и т.д.) с минимальным объемом удаляемого металла и без нагрева до цветов побежалости. Шероховатость поверхности после удаления повреждений должна быть в трубных отверстиях не более R_z = 40 мкм, в остальных местах не более R_z = 80 мкм.

Места выборки дефектов выполняют с плавными переходами (рис. 9.40) или уступами (рис. 9.39).

Рис. 9.40. Выборка трещин с плавными переходами

Полноту удаления дефектов проверяют методами МПД и УЗК, в сомнительных случаях – травлением 10–20% раствором азотной кислоты или 15% раствором персульфата аммония.

После удаления дефектов определение оставшейся толщины стенки барабана, днищ и штуцеров производят ультразвуковым прибором или измерительным инструментом с погрешностью не более 3%.

При наличии дефектов на обечайках и днищах глубиной более 15мм, непроваров, пор и шлаковых включений в основных сварных швах, а также расслоения металла вопрос о возможности работы барабана, в том числе на номинальных параметрах, решается заводом-изготовителем или ЦКТИ. Эти организации дают рекомендации по технологии устранения повреждений.

Ремонт штуцера при оставшейся после выборки поврежденных мест толщине стенки не менее 3 мм выполняют наплавкой или бандажированием.

Наплавку металла производят на наружную поверхность по всей длине окружности штуцера в один или два слоя (рис. 9.41). Общая толщина наплавленного слоя должна быть не менее полуторной глубины выборки, а длина по образующей штуцера должна превышать длину выборки на 10–15 мм.

Рис. 9.41. Наплавка на наружную поверхность штуцера: ä – глубина выборки в стенке штуцера

Для бандажирования штуцера из стали 20 изготовляется втулка высотой, на 10–15 мм превышающей длину выборки. Толщина стенки втулки должна быть равной или большей расчетной толщины штуцера. Втулку надевают на штуцер целиком в нагретом состоянии после обрезки от штуцера трубы или с разрезкой на две половины. Ширина реза должна быть не более 3–4 мм.

Обе половины бандажа стягивают и сваривают с полным проваром по толщине и с приваркой торцов к штуцеру и к сварному шву приварки штуцера к барабану (рис. 9.42).

Рис. 9.42. Установка бандажа на штуцер

Перед приваркой между штуцером и бандажом допускаются местные зазоры до 0,2 мм, для чего соответствующие поверхности зачищают до металлического блеска.

При толщине стенки штуцера после выборки повреждений менее 3 мм, а также при полном удалении основного металла штуцера до металла наплавки или бандажа при повторных ремонтах штуцер подлежит замене.

Поврежденный штуцер отрезают от трубы по монтажному стыку, а от поверхности барабана – на расстоянии 15–20 мм. Ацетиленовым резаком конец штуцера укорачивают до 6–7 мм. Кольцевой остаток штуцера и сварной шов удаляют механическим способом.

При отсутствии в сварном шве приварки штуцера к барабану трещин и других дефектов рекомендуется оставлять на барабане тщательно обработанный поясок наплавленного металла высотой 3 мм, как указано на рис. 9.43.

Рис. 9.43. Установка и приварка штуцера к кольцу оставшегося металла шва

Наружную поверхность барабана вокруг отверстия под штуцер на расстоянии 30 мм и поверхность гнезда проверяют методом МПД на отсутствие трещин. Обнаруженные трещины удаляют.

Новые штуцера рекомендуется изготавливать с утолщенной стенкой за счет уменьшения внутреннего диаметра на 5–8 мм (рис. 9.44).

Рис. 9.44. Установка штуцера с утолщенной стенкой: D3 – внутренний диаметр удаленного штуцера; Н –высота, установленная заводом-изготовителем

Штуцер устанавливают в гнезде барабана с зазорами по диаметру 1–1,5 мм и по высоте 1 мм и прихватывают в трех-четырех местах (рис. 9.43 и 9.44).

Приварку и прихватку штуцеров производят с предварительным и сопутствующим подогревом до температуры 200 ± 20 °С для сталей 16ГНМ и 16ГНМА и 140 ± 20 °С для стали 22К. Подогрев осуществляют на участке вокруг штуцера шириной не менее 150 мм.

Источник