Вальцовочное соединение

Образование трещин происходит в паровых котлах при совместном воздействии на металл местных напряжений и щелочного концентрата котловой воды. Стимулятором развития щелочной хрупкости металла является присутствующий в котловой воде едкий натр. Для предотвращения щелочной хрупкости котельного металла необходимо устранить агрессивность воды, механические и термические напряжения, а также неплотности в швах и в вальцовочных соединениях котлов.

Присос охлаждающей воды возможен только при неплотностях в вальцовочных соединениях или возникновении коррозионных трещин в самих конденсаторных трубках. В качестве метода предотвращения ирисосов в местах вальцовок труб наиболее приемлемым является применение уплотняющих обмазок; они должны обладать хорошей адгезией с металлом, долговечностью и эластичностью, с тем чтобы их плотность не нарушалась при возможных вибрациях. Применявшиеся ранее для той

Для исследования коррозии под напряжением применялись известные в котельной практике индикаторы агрессивности (11,11], конструкция которых позволяет испытать материал в условиях, соответствующих возникновению неплотностей в вальцовочных соединениях обычных котельных установок. В парогенераторах атомных электростанций при возникновении неплотностей в местах •соединений перепад давления будет меньшим. Однако данные настоящего исследования могут быть использованы для сопоставления коррозионной стойкости различных марок сталей в водных средах разного состава и при разных давлениях. Индикаторы агрессивности или включаются в какой-либо из котельных контуров,

4. Чтобы предупредить появление межкристаллитной коррозии необходимо устранить влияние всех разобранных ранее факторов: агрессивность воды, дополнительные механические и термические напряжения и неплотности в швах и вальцовочных соединениях котлов.

В вальцовочных соединениях, в которых можно применять стальные трубные доски и цельносварные конструкции конденсаторов, герметизация соединений конденсаторных трубок с трубными

Такое решение не может быть, однако, достаточно надежным. Трубки имеют обычно некоторый наклон в сторону трубных досок, вследствие чего по последним должно стекать значительное количество чистого конденсата, образующегося на трубках в крайних отсеках парового пространства. При наличии неплотностей в вальцовочных соединениях проникающая через них охлаждающая вода будет сильно разбавляться этим конденсатом, а при переливании смеси конденсата с охлаждающей водой через установленную снизу

Трещины в барабанах паровых котлов наиболее часто образуются в вальцовочных соединениях, на не доступных для осмотра поверхностях. Поэтому для выявления таких трещин приходится удалять некоторое количество труб. Вскрытые вальцовочные отверстия «прошивают» кабелем, через который пропускается ток большой силы. Одновременно исследуемые отверстия и участок металла около них поливаются описанной выше магнитной суспензией.

Ультразвуковая дефектоскопия. Наиболее совершенным способом выявления незаметных трещин, образовавшихся в вальцовочных соединениях паровых котлов, который не требует вскрытия заклепочных швов или удаления кипятильных труб, является ультразвуковая дефектоскопия. Как следует пользоваться ультразвуковыми дефектоскопами при отыскании дефектов в металле котельных барабанов, подробно изложено в методике, разработанной ОРГРЭС и ЦНИИТМАШ для ультразвукового контроля заклепочных швов котельных барабанов, и в статье И. А. Мещанинова, опубликованной в сборнике № 9 «Наладочные и экспериментальные работы ОРГРЭС».

Для предупреждения щелочной хрупкости необходимо стремиться к устранению влияния всех указанных факторов, вызывающих этот вид разрушений котельного металла, в первую очередь приняв меры для подавления агрессивности воды и устранения дополнительных механических и термических напряжений и неплотностей в швах и вальцовочных соединениях котлов.

Роль дополнительных напряжений термического происхождения в развитии межкристаллитной коррозии состоит в том, что они увеличивают местные напряжения в металле между заклепочлыми или трубными отверстиями до значений, опасных с точки зрения образования трещин (выше предела текучести). Кроме того, вследствие периодического коробления барабанов неплотности в заклепочных и вальцовочных соединениях раскрываются («дышат»), к ним поступает котловая вода, концентрация щелочи в которой может достигнуть величины, опасной с точки зрения межкристаллитной коррозии. При отсутствии коробления неплотности забиваются шламом и дальнейшего образования трещин не происходит.

Случаи аварий и неполадок с котлами из-за образования межкристаллитных трещин в заклепочных и вальцовочных соединениях элементов котлов подтверждают положение о том, что межкристаллитная коррозия развивается в условиях эксплуатации котлов при совместном воздействии на металл высоких местных дополнительных напряжений и щелочно-агрессивной котловой воды. Влияние щелочной агрессивности котловой воды подтверждается рядом фактов, когда у котлоз низкого и среднего давления, длительно работавших на накипном режиме, после ввода в работу Na-катионитной водоочистки и лерехода их на без'накипный режим с высокой относительной щелочностью котловой воды уже через 1—'2 т. обнаруживались межкристаллитные трещины. С другой стороны, проведенные профилактические ультразвуковые и магнитно-дефектоскопические исследования значительного количества котлов с клепаными ба-148

При гидравлическом испытании течи через вальцовочное соединение свидетельствуют о неудовлетворительном его выполнении.

Если при ремонте вальцовочных соединений будут выявлены дефекты, устранение которых требует расточки трубных отверстий, то вальцовочное соединение труб восстанавливают подбором отрезка трубы большего диаметра, применением точеного штуцера с наружным диаметром, соответствующим трубному отверстию, и внутренним, соответствующим внутреннему диаметру трубы, или применением рубашки (втулки), насаживаемой на конец трубы с напряженной посадкой (рис. 4.17).

Толщина стенки трубного отверстия, обеспечивающая плотное вальцовочное соединение, определяется по формуле

Вальцовочное соединение конца трубы со стенкой гнезда выполняется посредством двух операций. При первой операции труба, вставленная в трубное гнездо, расширяется вальцовкой до полного соприкосновения стенки трубы со стенкой гнезда. В этом случае труба только закрепляется в своем положении (прихватывается). При второй операции происходит полная развальцовка трубы и разбортовка ее конца.

На рис. 66 приведено несколько примеров выполненных развальцовок концов труб. Из них на рис. 66, а б и в показаны неправильно выполненные развальцовки труб. Так, на рис. 66, а показана развальцовка трубы с нормальной внутренней разбортовкой, но без отбортовки конца трубы. Такое вальцовочное соединение является не прочным, а следовательно, некачественным. На рис. 66, б наоборот, мы имеем хорошо отбортованный конец трубы, но в вальцовочном соединении отсутствует внутренняя разбортовка трубы. Это произошло из-за того, что ролик при вальцевании не вышел за стенку трубной решетки барабана, что

На рис. 66, в показано вальцовочное соединение, в котором сильно подрезана труба в месте внутренней разбортовки. Такое вальцовочное соединение также нельзя считать удовлетворительным.

Правильно выполненное вальцовочное соединение показано на рис. 66, г.

труб, тем плотнее получается вальцовочное соединение. Зачистка гнезд производится наждачной шкуркой. Чтобы избежать появления продольных рисок, движение шкурки должно производиться по окружности.

Надрыв колокольчика при вальцовке и разбортовке трубы 1 Слишком большая раздача колокольчика (больше 60°) Вальцовочное соединение непригодно

Чтобы получить прочное и плотное вальцовочное соединение, необходимо соблюдение следующих условий: в процессе развальцовки труба должна получить остаточные деформации, а стенки трубного отверстия должны раздаться в пределах упругих деформаций, при этом они как бы пружинят и плотно обжимают конец трубы в вальцовочном поясе.

Упругая раздача трубного отверстия сохраняется при увеличении его диаметра примерно на 1%. При большем увеличении трубного отверстия стенки его получат уже не упругие, а остаточные деформации перестанут пружинить и вальцовочное соединение даст течь (явление перевальцовки). При дальнейшей подвальцовке трубное отверстие потеряет свою цилиндрическую форму и уже никакая подваль-цовка не создаст качественного вальцовочного соединения.