• Котельная сталь

    Паровые котлы, пароперегреватели, экономайзеры и их элементы ремонтируют с применением материалов предназначенных для работы под давлением. Они должны удовлетворять требования Правил Госгортехнадзора, ГОСТов и ТУ и выбираться с учетом воздействия среды на материал и условий эксплуатации.

    Материал должен обладать определенными механическими качествами и химическими свойствами, а также однородной структурой. Качество стали характеризуется следующими признаками: точностью химического состава и механических свойств; содержанием серы и фосфора; наличием некоторых специальных легирующих элементов (хром, никель, вольфрам, молибден и др.), а также определенностью назначения.

    На физические, механические, химические и технологические свойства углеродистой стали существенно влияют легирующие элементы. Они повышают упругие свойства стали (кремний, хром), вязкость (никель и др.), устойчивость против коррозии и кислотоупорность (хром, никель, марганец, молибден, титан), жаростойкость (окалиностойкость) и жаропрочность (хром, никель, алюминий и др.). Особенно важным легирующим элементом является хром, который сильно влияет на улучшение свойств стали при введении других легирующих примесей — никеля, кремния, вольфрама и др.

    Структура. Разновидности технической стали представляют собой сплавы железа с углеродом и примесями: кремнием, марганцем (обыкновенные углеродистые стали), хромом, молибденом и другими элементами (специальные легированные стали).

    Нормальная незакаленная котельная сталь состоит из основного поля избыточного феррита — зерен почти чистого железа, содержащего в себе несколько сотых процента углерода,— и перлита. Перлит является механической смесью отдельных чередующихся пластинок мягкого почти чистого железа (феррита) и твердого хрупкого карбида железа Fe3C (цементита). От количественного соотношения этих двух резко отличающихся друг от друга структурных элементов — пластичного феррита и хрупкого цементита — зависят все свойства мягкой котельной стали. Повышение содержания феррита уменьшает временное сопротивление на разрыв и увеличивает относительное удлинение, а повышение содержания перлита увеличивает временное сопротивление на разрыв и уменьшает относительное удлинение.

    Углерод и специальные примеси тормозят переход стали из одной модификации в другую. Увеличение содержания углерода повышает твердость стали и предел ее прочности, но понижает пластичность, ковкость и свариваемость.

    Сера и фосфор являются вредными примесями, сильно ухудшающими сплавы стали. Сера способствует поглощению кислорода, содержание ее более 0,06% вызывает при ковке красноломкость и ухудшает свариваемость. Фосфор понижает пластичность и способность переносить удары, делает металл холодноломким, хотя повышает временное сопротивление. Сера и фосфор придают химическую неоднородность составу, концентрируясь во внутренних зонах слитка, причем фосфор входит в твердый раствор железа и вредность его повышается с увеличением содержания углерода.

    Кремний и марганец являются примесями обыкновенной углеродистой стали и по своему действию на углерод противоположны: марганец увеличивает растворимость углерода в железе, а поэтому препятствует выделению перлита; кремний, наоборот, уменьшает эту способность. Эти элементы в качестве раскислителей уменьшают образование газовых пузырей в слитке и предотвращают образование и выделение газов.

    Обыкновенные углеродистые пелегированные сорта котельной стали, особенно мягкие, обладают чувствительностью к деформациям в холодном состоянии, склонностью к рекристаллизации и укрупнению зерна, а также малым сопротивлением разъеданию, разным химическим воздействиям и образованию окалины, а главное, способны понижать предел текучести при высоких температурах. Распадание твердого раствора замедляют специальные примеси: хром, никель, вольфрам, молибден, ванадий и др.

    На практике встречается большое разнообразие применяемых для котлов высокого давления легированных сталей, которые в зависимости от присаживаемых примесей обладают малой склонностью к старению, высоким пределом текучести при высоких температурах и большой сопротивляемостью ползучести.

    При металлографическом исследовании применяется микроскопический метод, который сводится к рассмотрению структуры образцов сплава после соответствующей подготовки шлифованием, полированием и проявлением. Кроме нормальных структурных составляющих котельного железа доэвтектоидной стали — феррита и перлита,— под микроскопом могут быть обнаружены посторонние включения, получившиеся в процессе отливки слитка, и дефекты структуры, образовавшиеся от неправильной механической и термической обработок во время производства металла и изготовления детали. К посторонним включениям относятся шлаки, сульфиды (сернистое железо и сернистый марганец), окиси железа (кислородные включения), фосфаты, газовые включения, микротрещины и пр., а к дефектам структуры — Видманштеттова структура, зернистый перлит, структурно свободный цементит, строчечная структура, рекристаллизация и пр.

    Котельные материалы должны подвергаться приемным испытаниям на механические свойства, химический состав и структуру.

    По материалам pkf4.ru.

    Ответить Подписаться
Газета зарегистрирована в Московском региональном управлении Роскомпечати. Свидетельство № А-349. Распространяется по району Замоскворечье (жилые дома, предприятия, организации) с 1993 г. Периодичность - 1 раз в месяц. Тираж 16200 экз.
© 1999-2014 "Вестник Замоскворечья". 115093, г. Москва, ул. Б. Серпуховская, д. 40, стр. 2. Тел. (495) 943-03-81, (910) 424-56-71.