Термическая обработка элементов котлов

При местной доптермообработке сварных соединений обечаек и труб необходимо одновременно нагревать сварной стык и участки основного металла по всему периметру. Минимальная ширина нагревательных участков основного металла устанавливается техническими условиями на ремонт (изготовление) изделия или инструкциями по сварке и термообработке.

Газовые котлы состоят из труб, которые должны подвергаться обязаьельной термообработке. Режимы основной термообработки труб должны соответствовать указанным в ГОСТах или ТУ. Трубы, подвергающиеся на котельных заводах деформации (гибка, штамповка, обжатие и др.), а также сварные штыки труб подлежат дополнительной термообработке. В готовом изделии после термообработки механические свойства материала (прочность, пластичность и вязкость) не должны быть ниже требований МРТУ 2402—02—65. После холодной деформации дополнительной термообработке подвергаются следующие трубы: из углеродистой стали и стали 15ГС при толщине стенки более 35 мм независимо от радиуса загиба, при толщине стенки в пределах 10—35 мм при относительном радиусе гиба < 3; из хромомолибденовых и хромомолибденованадиевых сталей J5XM, 12Х1МФ, 15Х1М1Ф, 12Х2МФБ при толщине > 20 мм независимо от радиуса загиба и при толщине стенки в пределах 10—20 мм при относительном радиусе гиба < 3; из высокохромистой стали 1Х11В2МФ при толщине стенки > 10 мм независимо от радиуса загиба; из аустенитных сталей во всех случаях независимо от диаметра, толщины стенки и радиуса гиба. Кроме того, дополнительную термообработку применяют в случаях, если ее необходимость указана в технологической инструкции, заверенной главным инженером или главным металлургом завода. После сварки дополнительной обработке подвергаются стыки труб: из стали углеродистой при толщине стенки > 35 мм и из стали марок 15ГС при толщине стенки более 32 мм; из легированных и высоколегированных сталей перлитного и аустеннтного классов, кроме хромомолибденованадиевых сталей, при толщине стенки свыше 10 мм; из хромомолибденованадиевых сталей при толщине стенки свыше б мм; из высокохромистой стали 1Х11В2МФ и сталей аналогичного класса независимо от толщины стенки.

Кроме этого, дополнительной обработке подвергаются сварные швы приварки штуцеров, бобышек и других работающих под давлением деталей, привариваемых к соединительным трубам или камерам, за исключением труб и деталей из малоуглеродистой стали. Режимы дополнительной термообработки после холодной или горячей деформации (гибка, обжатие, штамповка и др.) и после сварки для разных размеров труб (отпуск, аустенизация, нормализация, время выдержки, зона нагрева) должны устанавливаться совместной инструкцией завода, утвержденной главным инженером и согласованной с основными положениями.

Для труб из стали марок 10, 20, 15ГС время выдержки при пуске после холодной гибки или сварки составляет 2,5 минуты на один миллиметр толщины стенки, но не менее 30 мин; для труб из сталей 15ХМ, 12Х1МФ, 15Х1М1Ф, 1Х11В2МФ это время устанавливают из расчета 1,5 минуты на один миллиметр толщины стенки, но не менее 1 ч; для труб из аустенитной стали время выдержки при аустенизации устанавливают из расчета 2 мин на 1 мм толщины стенки, но не менее 30 мин. Аустенизация сгибов поверхностей нагрева может производиться непосредственным нагревом трубы током. При этом выдержка при температуре 1100—1120° С не должна быть менее 4 мин. Укладка труб в печи для термообработки должна исключать возможность их прогиба от собственного веса. В случае применения горячей деформации трубы из хромомолибденовых и хромомолибденованадиевых сталей 15ХМ, 12Х1МФ, 15Х1М1Ф и высокохромистой стали 1Х11В2МФ после деформации должны подвергаться полной термической обработке. Термообработку стыков труб необходимо осуществлять до холодного натяга трубопровода. Двойную термообработку следует производить когда испытания сварных соединений, подвергнутых отпуску, дали плохие результаты по углу гиба или ударной вязкости.

При сварке стыка, в котором одна труба из углеродистой, а другая из низколегированной стали, режим термообработки должен соответствовать марке применяемого электрода. Термическую обработку сварных стыков можно производить электроиндукционными нагревателями печного сопротивления; или кольцевой пропанобутановой горелкой. Индукционный способ применяют для стыков трубопроводов диаметром 108 мм и больше с толщиной стенки не менее 10 мм, нагрев с помощью электрических групповых муфелей сопротивления для стыков труб поверхностей нагрева диаметром менее 108 мм. В исключительных случаях для труб поверхностей нагрева разрешается применять сварочные горелки с применением асбестовых манжет для равномерного нагрева по всей окружности стыка. При термической обработке необходимо соблюдать специальный контроль температуры нагрева, выдержки и охлаждения стыков трубопроводов. Результаты замера температур фиксируют в журнале термической обработки не реже чем каждые 30 мин. После газовой сварки стыки труб малых диаметров, изготовленных из молибденовой, хромомолибденовой и хромомолибденованадиевой стали независимо от толщины стенки по режиму нормализации подлежат обязательной термообработке следующих видов: стыки труб из стали 12МХ, 12ХМ и 12Х1МФ — нагрев до температуры 920—950°С с выдержкой при такой температуре 1,5 минуты на каждый миллиметр толщины стенки с замедленным охлаждением до 300° С, далее — на спокойном воздухе; стыки труб из стали 16М — нагрев до температуры 900— 930°С с выдержкой 1-1,5 мин на каждый миллиметр толщины стенки с охлаждением на спокойном воздухе.

Все стенки труб из легированной стали, сваренные вместо вырезанных контрольных стыков, подлежат термической обработке по режиму, принятому для производственных стыков. Ширина нагреваемой зоны на каждую сторону стыка при термообработке должна быть равна тройной ширине шва, но не менее 30 мм. Нагрев сварных стыков производят пламенем газовой горелки и другими способами, обеспечивающими нагрев стыка до требуемой температуры. Для концентрации нагрева стыков газовой горелкой на трубу надевают металлическую или асбестовую воронку. Замедленное охлаждение сварного стыка осуществляют с помощью асбестовой манжеты толщиной 7—10 мм и длиной 200 мм, надвигаемой на стык после нагрева.