Механико-термическая обработка труб для теплоэнергетики

Актуальность способа механико-термической обработки (МТО) обусловлена поиском эффек­тивных путей повышения долговечности пароперегревательных труб котлов крупных энерго­блоков в связи с преждевременным их выходом из строя вследствие ползучести и коррозионно­го износа уже после 10000—20000 ч работы при расчетном сроке службы 100000 ч.

Известно, что комбинированное механико-термическое воздействие позволяет существенно улучшить эксплуатационные ха­рактеристики перлитных марок стали. На осно­ве исследований предложили сле­дующую технологию МТО пароперегревательных труб из стали 12Х1МФ: пластическое де­формирование редуцированием или волочением передельных труб предготового размера (после нормализации и отпуска) на 10—15 % при 20 или 500 °С с последующим полигонизационным отжигом при 560 °С длительностью 10 ч. При организации массового производства упрочнен­ных МТО пароперегревательных труб рацио­нальней использование редуцирования, как бо­лее высокопроизводительного и экономического способа, а при изготовлении отдельных партий предпочтительней волочение. Следует отметить, что при редуцировании получают более равно­мерную субструктуру стали.

Эффект упрочнения МТО выражается в зна­чительном повышении прочностных характери­стик (при некотором снижении пластичности)

и сохраняется при температурах эксплуатации (рис. 35.31):

Нормализация

+отпуск МТО

s_в, МПа... 490/398 593/431

s_т, МПа... 389/333 500/392

d₅, %.... 27,8/26 22,5/22

Примечание. В числителе — при 20 °С, в знаменателе — при 570 °С.

Рис. 35.30. Влияние температуры теплой деформации (сплошные линии —

без деформации, штриховые — деформация 15 %) после ВТМО

на критическую тем­пературу хрупкости (t _кр,) стали 36Г2С (0,35 % С, 1,57 % Мп)

[по данным В. М. Янковского, А. А. Кривошеевой]: 1 — определение t _кр по изменению KCU; 2 — по КСТ

Рис. 35.31. Изменение механических свойств стали 12Х1МФ при повышенных температурах

(по данным И. П. Можаренко, Л. Г. Спириной): 1 — после МТО; 2 — нормализация + отпуск

МТО способствует увеличению в 2—4 раза времени до разрушения образцов металла труб при температуре 540 °С (табл. 35.15).

Эксплуатационные испытания элементов кот­лов, изготовленных из пароперегревательных труб, подвергнутых МТО, показали, что в парогенераторах, где температура стенок не превышает 530 °С, трубы могут надежно экс­плуатироваться до 100000 ч. Кроме того, ре­зультаты испытаний свидетельствуют, что после МТО трубы могут иметь значительно мень­шую толщину стенки, что обеспечивает экономию металла около 30 %.

Таблица 35.15

Дата добавления: 2015-06-27