Изготовления турбинных

Медь и ее сплавы широко используют в химическом машиностроении, для изготовления трубопроводов самого различного назначения, емкостей, различных сосудов в криогенной технике и т. п.

Медпо-пиколевые сплавы могут содержать до 30% Ni, а также железо, марганец. Сплав МНЖ 5-1, прочный и коррозионностой-кий, широко используют как конструкционный для изготовления трубопроводов и сосудов, работающих в агрессивных средах (морской воде, растворах солей, органических кислотах). Сложная композиция сплавов на медной основе, наличие разнообразных компонентов в виде примесей в технической меди обусловливают определенные трудности при сварке этих металлов.

В основном свинец применяется в виде листового материала для обкладки химической аппаратуры, гальванических травильных ванн, кристаллизаторов, для оболочек кабелей и др. Как самостоятельный конструкционный материал свинец применяется в химической промышленности для изготовления трубопроводов и газоходов.

Олово — амфотерный металл, взаимодействующий как с кислотами, так и щелочами и относительно устойчивый в нейтральных или близких к нейтральным средах. Оно не корродирует в мягкой воде, и в течение многих лет его применяли для изготовления трубопроводов дистиллированной воды. Только дефицитность и высокая стоимость олова послужили причиной замены его на другие металлы, например алюминий.

пар. По этой причине алюминий не является подходящим материалом для изготовления трубопроводов для питьевых и промышленных вод, которые содержат следы ионов тяжелых металлов. В то же время алюминий применим в дистиллированной воде или в воде, из которой удалены ионы тяжелых металлов. Алюминиевые трубопроводы для дистиллированной воды, изготовленные из металла высокой чистоты или марки 1100, успешно эксплуати- . руют в течение многих лет.

Метод определения длительной прочности материала в сероводородсодержащих средах может быть упрощен с помощью использования экспериментальных данных об испытании образцов. Так, при выборе сталей для трубопроводов, эксплуатируемых в сероводородсодержащих средах, одним из основных критериев пригодности металла является величина порогового напряжения. Сталь, выдержавшая испытания в среде НАСЕ [51] в течение 720 ч при постоянной нагрузке (равной, как правило, 0,8а02), считается пригодной для изготовления трубопроводов, по которым транспортируются сероводородсодержащие среды. Трубопроводы, выполненные из этой стали, безотказно функционируют в течение гарантийного срока эксплуатации (для трубопроводов ОНГКМ — 12 лет [41]).

Процесс совмещения свариваемых кромок до допускаемых величин при выполнении пригоночных работ приводит к увеличению трудоемкости изготовления трубопроводов.

Стали 15, 20, 25 чаще применяют без термической обработки или в нормализованном состоянии. Низкоуглеродистыс качественные стали используют и для ответственных сварных конструкций, а также для деталей машин упрочняемых цементацией. Сталь 20 применяется для изготовления трубопроводов, змеевиков, труб перегревателей, трубных пучков теплообменных аппаратов, работающих от минус 40 до плюс 475 "С.

ТРУБЫ — полые (пустотелые) изделия, преим. кольцевого сечения и относительно большой длины. Используются гл. обр. для изготовления трубопроводов и строит, конструкций. Выполняются из металлов, керамики, асбестоцемента, кирпича, железобетона, дерева, стекла, каучука, пластмасс и др. материалов. Особое значение в совр. технике имеют металлич. Т. По способу изготовления они делятся на Т. со швом и бесшовные. Т. со швом изготовляют преим. сваркой (см. Сварные трубы, Трубосварочное производство), реже применяются паянные по шву Т. Бесшовные Т. производят гл. обр. прокаткой (см. Трубопрокатное производство), меньшее распространение имеют бесшовные литые Т. (см. Труболитейное производство) и холоднотянутые Т., получаемые волочением. По назначению металлич. Т. делятоя на бурильные, нефтегазопроводные, дымогарные, газовые, водопроводные, канализац., капиллярные (напр., для мед. шприцев) и др.

Исследования, проведенные в Англии, привели к разработке армирующих листов и проволоки, которые использовались для изготовления трубопроводов. Для улучшения абразивной и химической стойкости стеклопластиков часто совместно со стекловолокном применяют органическое волокно. При воздействии щелочных сред могут быть использованы полиакриловые, полиэфирные и полипропиленовые волокна. Некоторые органические волокна незаменимы при циклическом воздействии на слоистый пластик давления и температуры, так как они обеспечивают высокую совместимость армирующего наполнителя со связующим. Полипропиленовое волокно можно использовать в конструкциях из армированных пластиков, в качестве армирующего материала для перегородок. Хотя оно не обладает прочностью стекловолокна, оно успешно использовалось в конструкциях емкостей из армирован-

Эпоксидные смолы. Существует множество эпоксидных смол, обеспечивающих высокие эксплуатационные характеристики химического технологического оборудования, работающего в жестких условиях. При использовании эпоксидных смол обычно требуется дополнительная термообработка изделий, как правило, необходимая при изготовлении трубопроводов, емкостей и других конструкций. Эпоксидные смолы дороги, а процесс изготовления длительный. Обычно они используются при производстве изделий методом намотки, такие изделия отличаются высокой прочностью. Эпоксидные армированные пластики в основном применяют для изготовления трубопроводов и емкостей.

Из жаростойких сталей наиоолее широкое применение нашли хромистые стали. Стали с содержанием хрома 5% обладают хорошей жаростойкостью при 600—650° С, при содержании хрома 14—15%—до 800° С, что позволяет применять их для изготовления турбинных лопаток и клапанов.

Сталь ЭИ481 хромоникельмарганцовистая с добавлением молибдена, ванадия, титана и ниобия применяется для изготовления турбинных дисков, экранов, бандажей, силовых колец и крепежных деталей ГТД.

Количество стеклообразной фазы в К. колеблется от долей % (микролит) до 40%, (радиотехнич. материалы и стеклоцемент-ные шлифовальные круги). Получены кри-сталлокерамич. материалы трех классов: 1) стеклокерамические, в к-рых количество стеклообразной фазы составляет 5—15% и в нек-рых случаях достигает 40%. К этому классу относятся электровакуумная и высокочастотная керамика, авиаизоляторные свечи, доменный огнеупорный припас, а также абразивные круги и инструменты; 2) минералокерамические, в к-рых количество стеклообразной фазы не превышает 1 % (керамич. резцы, сопла, фильеры, нитеводители, различные износостойкие детали); 3) минералометаллокерамиче-ские, в к-рых кристаллич. фаза состоит из окисных соединений и металлов. Эти материалы применяют для изготовления турбинных лопаток, буровых коронок, защитных покрытий по металлу.

X ромомарта ицовоникеле-вая сталь 4Х12Н8Г8МФБ (ЭИ481) применяется для изготовления турбинных дисков весом от 50 до 500 кг и диаметром до 1 м, а также для бандажных колец, соединяющих диски, экранов, лабиринтных уплотнений и крепежных деталей. Для дисков не требуется сложной технологич. one-

Хромоникельтитани с т а я сталь Х12Н20ТЗР (ЭИ696) применяется для изготовления турбинных дисков, силовых деталей корпуса турбин, соединит, колец, валов, деталей соплового раструба. Камеры дожигания, изготовл. из листового материала, вполне удовлетворительно работают до 800°. По жаропрочным св-вам данная сталь близка к никелевому сплаву ХН77ТЮР (ЭИ437Б), равноценна никелевому сплаву ХН77ТЮ, (ЭИ437А) и среди Н. ж. д. с. на железной основе является наиболее дешевой сталью. На рис. 12 показано изменение жаропрочных св-в стали Х12Н20ТЗР с изменением темп-ры. Высокие жаропрочные св-ва получаются за

Сталь ЭИ725А (ЭП164) является модификацией стали ЭИ725 и отличается меньшим содержанием Ni, она рекомендуется для изготовления турбинных лопаток и крепежа, работающих при 650—680° С, и листового материала, работающего при температурах до 750° С.

Сталь ЭИ787 применяют для изготовления турбинных лопаток и дисков, спрямляющих и рабочих лопаток осевых компрессоров, колец соплового аппарата [28, 27, 35]. После закалки с высоких температур (1180—1200° С), второй закалке и старения сталь имеет высокую жаропрочность, но низкие пластические свойства и чувствительность к надрезу при 600—700° С. Закалка с 1140—1160° С, выдержка 4— 8 ч + вторая закалка с 1050° С, выдержка 4 ч с охлаждением на воздухе и старение в течение 16—25 ч при 750—840° С обеспечивают несколько меньшую жаропрочность, но лучшее сочетание прочности, пластичности и нечувствительности к надрезу (табл. 33).

Сплав ЭИ698 используют главным образом для изготовления турбинных дисков, работающих при 550—750° С. Он сочетает высокую длительную прочность в интервале температур 550—750° С с достаточно высокой пластичностью (см. рис. 1—3, 48, 61).

Коррозионная усталость хромистой стали, предназначенной для изготовления турбинных лопаток в растворах 15 %-ной MgCI2, 3 %-ной NaCI или 27 %-ной NaCI, также существенно зависит от температуры испытания [171]. При повышении температуры до точки кипения в растворах NaCI число циклов до разрушения образцов при* заданном напряжении уменьшается (рис. 55). Дальнейшее повышение температуры коррозионной среды до 200°С сопровождается ростом долговечности стали, т.е. максимум агрессивности растворов хлорида натрия при усталости указанной стали наблюдается при температуре около 150°С. Микрофрактографичес-кие исследования поверхности коррозионноусталостных изломов показали, что ниже точки кипения имеет место в основном межкристаллитное разрушение. При температурах выше точки кипения при пульсирующем растяжении межкристаллитное разрушение сменяется ножевым. В 15 %-ном растворе MgCI2 сопротивление усталости стали резко снижается с повышением температуры раствора до 200°С.

Технические условия на сталь, применяемую для изготовления турбинных валов

странах за последние годы широко применяется прессование на мощных и быстроходных гидравлических прессах стальных изделий, номенклатура которых исчисляется тысячам типоразмеров; прессованием получают также заготовки из жаропрочных сталей для изготовления турбинных лопаток.