Процесс возникновения окалинообразования
Появляющаяся при высоких температурах пленка окиси на стенках труб поверхности нагрева называется окалиной, а процесс ее возникновения — окалинообразованием.
Для того чтобы сталь была устойчивой против окалинообразования и жаропрочной, необходимо, чтобы на ее поверхности под воздействием высокой температуры образовалась в начальный период эксплуатации плотная, прочная пленка окислов, которая предохранила бы металл от дальнейшего химического разрушения. Для получения такой защитной пленки сталь легируют хромом; повышение жаропрочности достигается введением молибдена, ванадия и бора; так получают стали марок и др.
Если требуется только высокая окалиностойкость, то сталь легируют: хромом — хромистая сталь; кремнием и хромом — сильхромовая сталь; кремнием, хромом и алюминием — сихромалевая сталь. Однако эти стали не везде можно применять, так как они не обладают достаточной прочностью в эксплуатации (им свойственна хрупкость).
Релаксация. Шпильки и болты фланцевых соединений при температуре свыше 450°С подвержены релаксации — процессу самопроизвольного затухающего снижения напряжений при неизменной начальной величине деформации и постоянной температуре. При этом упругая деформация растяжения шпилек или болтов частично переходит в пластическую а общая начальная деформация остается постоянной. Именно поэтому и происходит снижение напряжений.
В пределе, когда упругая деформация перейдет в пластическую, напряжение растяжения шпилек или болтов будет равно нулю. Релаксация напряжений крепежных деталей приводит к ослаблению зажатия прокладки фланцами и соединение становится неплотным. Для поддержания первоначальной плотности крепежные детали периодически подтягивают.
После подтягивания шпилек вследствие затухающего снижения напряжений следующее очередное подтягивание можно провести через значительно больший промежуток времени.
Детали, работающие при высоких температурах, рассчитывают, исходя из длительной прочности, предела ползучести и предела текучести при данной температуре металла.
