Барабаны

В барабанах происходят обрывы циклонов, дырчатых и жалюзийных листов, крепежных деталей, которые, попадая в отверстия для водоопускных труб, их перекрывают. В результате этого снижается скорость движения рабочей среды в экранах, металл труб перегревается и происходит их разрушение.

Особое значение в обеспечении надежности котлов имеют ко­тельные барабаны и гибы необогреваемых труб. На отечественных котлах для барабанов используются главным образом стали 22К, 16ГНМ, 16ГНМА. Цилин­дрическая их часть изготовляется из прокатанного на вальцах листа или штампованных заготовок в виде «корыт». Заготовки свариваются между собой и образуют цилиндр, к торцам которо­го привариваются днища с лазами. На цилиндрической части имеются штуцера и отверстия для присоединения труб водоопускной и пароотводящей систем, водоуказательных приборов, раз­личных технологических трубопроводов. Внутри барабана распо­лагаются устройства, многие из которых привариваются к поверх­ности корпуса. Хотя надежности барабанов при проектировании, изготовлении, эксплуатации и ремонтах уделяется большое вни­мание, в них часто возникают повреждения, приводящие в неко­торых случаях к длительным остановам котлов. Главным обра­зом это трещины, большей частью располагающиеся в зоне труб­ных отверстий, в металле цилиндрической части барабанов, на внутренней поверхности днищ, в околошовной зоне приварки внутрибарабанных устройств к корпусам обечаек, а также дефек­ты основных кольцевых и продольных сварных швов.

Имеется связь между маркой стали, из которой изготовлены барабаны, и расположением трещин у очков водоопускных и пароотводящих труб. Так, для стали 16ГНМ они располагаются па­раллельно продольной оси барабана, для стали 22К трещины у очков радиальные.

Основной причиной образования повреждений в барабанах является превы­шение действующими напряжениями предела текучести стали, приводящее к появлению остаточной деформации. Повышенные напряжения возникают из-за наличия существенной разности температур по толщине стенки, а также по периметру и по длине барабана. Особое значение при этом имеют циклические теплосмены в поверхностных слоях металла на внутренней стороне сте­нок при резких местных изменениях температуры. Подобные яв­ления чаще всего сопутствуют нестационарным режимам работы котла и особенно при его пусках и остановках.

Развитию трещин способствует действие на металл коррозионно-активной среды котловой воды. Наличие циклических тер­мических напряжений, коррозионных процессов на фоне действу­ющих напряжений от внутреннего давления рабочей среды при­водит к коррозионно-усталостным процессам в металле бараба­нов. Внутренняя поверхность барабана защищается магнетитовой пленкой. При возникновении больших местных напряжений она может разрушаться.

Самыми опасными являются дефекты в основных сварных швах, так как они создают опасность хрупких разрушений. Чаще других встречаются продольные и поперечные трещины в на­плавленном металле на внутренней поверхности сварных швов. Кроме того, наблюдаются непровары, шлаковые включения, ра­ковины, поры.

Скорость развития дефектов на различных барабанах не оди­накова. Наблюдались случаи, когда за год глубина трещины до­стигала 70–75% толщины сварного шва. Трещины удаляются механической выборкой с помощью абразивного инструмента и завариваются специальными электродами.

Для обнаружения возникающих в процессе эксплуатации де­фектов проводится систематическая дефектоскопия металла обе­чаек, днищ и сварных соединений через строго определенные про­межутки времени. Обнаруженные дефекты своевременно устраняют. При невозможности ремонта барабаны заменяют.