Во время растопок котлов, во время подъема нагрузки или при значительных и быстрых ее изменениях в трубах возникает резкое изменение температуры воды, что снижает прочность сварных соединений.
На надежность работы отрицательно влияют также наружные отложения. Их условно делят на плотные, рыхлые, сыпучие и липкие. Первые три образуются при сжигании твердых топлив, липкие – при сжигании мазута.
В начале заноса рыхлые отложения легко удаляются. Задержка очистки экономайзера может привести к их превращению в плотные отложения, прочно связанные между собой и с металлом труб. Износ летучей золой происходит вследствие ударов ее частиц о поверхность труб.
Опасными для труб являются коррозийные процессы, особенно интенсивно протекающие на сварных соединениях. Влага попадает на поверхность труб при обмывках, конденсируется из атмосферного воздуха при остановах котла, а также из дымовых газов при понижении их температуры до «точки росы». Наиболее интенсивно коррозия протекает при сжигании в топках высокосернистых мазутов.
|
|
Другой вид повреждений – свищи в контактных сварных стыках, возникающие от несоосности стыкуемых труб, пережима внутреннего сечения трубы в месте сварки, непроваров, трещин. Продолжительность наработки от начала эксплуатации до образования свища зависит от характера и величины дефекта в исходном состоянии и от условий эксплуатации: показателей качества питательной воды, цикличности и амплитуды колебаний нагрузки котлоагрегата, качества монтажа водяного экономайзера.
В большинстве случаев при возникновении повреждения в одной трубе, в гибе или сварном стыке истекающая струя воды разрушает соседние детали. В результате к моменту отключения котла и расхолаживания поврежденными оказываются еще несколько соседних труб.
На экранах происходят повреждения сварных швов (свищи), особенно в местах приварки шипов, труб к камерам и труб между собой, вызванные нарушениями технологии их приварки и нанесения карборундовой массы.
Трубы радиационных перегревателей чаще всего повреждаются из-за высокотемпературной коррозии, приводящей к значительному утонению их стенок со стороны огневого обогрева. Заметное влияние оказывает приводящее к тепловым перекосам неравномерное поле температур по высоте газохода, в котором располагается пароперегреватель. При высоте газохода 6–8 м тепловая нагрузка верхней и нижней части змеевиков может различаться на 20% и более, а по ширине газохода при неблагоприятных условиях эксплуатации до 30%.
Частые повреждения пароперегревателей объясняются прежде всего тем, что при длительных наработках времени и температурах выше 450°С структура металла претерпевает изменения. Снижается его жаропрочность. Пластинки цемента в зернах перлита принимают сферическую форму или приближаются в ней, что значительно увеличивает скорость ползучести. В углеродистой и молибденовой сталях процесс сфероидизации может сопровождаться также графитизацией. Параллельно происходит переход легирующих элементов молибдена и хрома в карбиды. Все это приводит к снижению прочности труб. Например, для сталей 12МХ, 15ХМ при эксплуатации 100 тысяч часов она снижается до 50% по сравнению с исходным значением. Такое изменение жаропрочных свойств металла пароперегревателей является результатом их эксплуатации при высоких температурах.
|
|
Ползучесть и сопровождающие ее повреждения труб, например микротрещины, появляются на гибах интенсивнее, чем на прямых трубах. Это обстоятельство вынуждает периодически менять отдельные змеевики или полностью ступени пароперегревателей. В процессе эксплуатации возникают и дефекты, связанные с технологией изготовления и недостатками конструкции. Они вызывают образование свищей, отрывы штуцеров от коллекторов.
За период, от момента нарушения герметичности из-за повреждения труб до снижения давления в котле истекающая струя пара повреждает смежные змеевики. Происходит развитие отказа, в результате чего количество поврежденных змеевиков достигает 10 и более. Отказы происходят также и от неравномерного расширения труб, неодинаковых весовых нагрузок и по ряду других причин, когда сварные швы приварки полос, косынок, проставок к трубам пароперегревателей находятся в сложнонапряженном состоянии. К возникновению недопустимых напряжений в сварных швах или околошовных зонах, вызывающих образование трещин, в том числе и сквозных, обрывов креплений и труб приводят и резкие колебания нагрузки котлов.