Стали, применяемые для изготовления деталей и узлов парогенераторов

Для изготовления деталей и узлов парогенераторов применяют как углеродистые, так и легированные стали.

Барабаны. При температуре стенки, не превышающей 450°С, барабаны изготовляют из углеродистых сталей 15К и 20К, при толщине стенки листов не более 60 мм и из низколегированных сталей — при толщине стенки листов не более 160 мм. При этом внутреннее давление не ограничивается.

Изготовление листов из сталей, а также регламентируется ГОСТ 5520-62.

Кроме того, листы толщиной от 70 до 160 мм из углеродистой стали 22К для барабанов парогенераторов высокого давления поставляют по ТУ 1086-66. Сталь 22К по сравнению со сталями 15К и 20К содержит больше кремния и марганца, поэтому она более прочна (= 44 кгс/мм2 против соответственно 38 и 41 кгс/мм2).

Для барабанов парогенераторов высокого давления также применяют сталь. Последняя довольно чувствительна к режиму термообработки.

При эксплуатации барабанов из стали наблюдалось появление трещин, причиной которых было возникновение дополнительных термических напряжений от частых растопок и аварийных остановок парогенераторов: во время растопки и во время аварийной остановки возникают значительные неравномерности по температуре стенки барабана.

Первоначальные трещины возникают при коррозионных процессах вследствие агрессивности воды при высоких давлениях. На появление трещин оказывают влияние овальность барабана более ±1%. способствующая концентрации напряжений, а также различные поверхностные дефекты.

Трубы. Для труб поверхностей нагрева парогенераторов с давлением не выше 40 кгс/см2 применяют сталь 20, которая регламентируется ГОСТ 1050-60.

Из этой же стали изготовляют и питательные трубопроводы парогенераторов этого давления.

Питательные трубопроводы парогенераторов высокого давления первое время выполняли из низколегированной стали 15ГС. Использование этой стали, более прочной по сравнению со сталью 20, вызвано желанием облегчить массу питательных трубопроводов.

Имеются парогенераторы высокого давления с трубами поверхностей нагрева, изготовленными также из стали 15ГС. Немало труб поверхностей нагрева в парогенераторах высокого давления изготовлено по ЧМТУ 2579-54, а трубопроводов и коллекторов — по ЧМТУ 2580-54 из сталей 20, 16М, 12МХ и 15ХМ.

Необходимо отметить, что с повышением параметров вырабатываемого пара запасы прочности материала труб поверхности нагрева становятся меньше, а тепловое напряжение резко возрастает. Разница температур по толщине стенки труб экрана на стороне, обращенной к факелу, достигает 100- 120°С.

В этих условиях к механическим нагрузкам прибавляются значительные напряжения от неравномерности температур по окружности труб. Одновременно имеют место коррозионные процессы, разрушающие наружную и внутреннюю поверхности труб.