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 см³на 1 м² 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 см²площади 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.