• Українська
  • English
ISSN 2664-2441 (Online)
ISSN 2073-9583 (Print)

Дослідження причин аварійного руйнування пароперегрівних труб в котельному обладнані

Metalozn. obrobka met., 2021, vol. 27 (100), 52-59
https://doi.org/10.15407/mom2021.04.052

Л.В. Опришко, завідувач відділення матеріалознавства, завідувач лабораторії труб і виробів для теплової та атомної енергетики,, Liudmila.opryshko@gmail.com, ORCID:  https://orcid.org/0000-0002-5444-311X

Т.В. Головняк, завідувач сектору експертних досліджень металопродукції із чорних та кольорових металів і сплавів, tatyana.golovniak@gmail.com, ORCID:  https://orcid.org/0000-0002-8853-7034

Державне підприємство «Науково-дослідний та конструкторсько-технологічний інститут трубної промисловості імені Я.Ю.Осади (ДП «НДТІ»), Дніпро

УДК 621.774:669.019:621.178
Завантажити: PDF

Анотація

Наведено результати комплексних досліджень зразків передчасно зруйнованих пароперегрівних труб розміром 57×4 мм зі сталі STBA 22, в котлі фабрики «Singburi Sugar Сo, Ltd» (Таїланд). Труби виготовлені ТОВ «ІНТЕРПАЙП НІКО ТЬЮБ» (Україна) за стандартом JIS G 3462 (Японія) і зруйнувалися за короткий термін експлуатації ~ 240 годин. Встановлено, що труби експлуатувалися з порушеннями режиму горіння палива і циркуляції теплоносія. Характерні особливості експлуатації пошкоджених труб - високі теплові навантаження зі сторони топки і обмеження (або відсутність) циркуляції теплоносія (закупорка гибів, колекторів та інше). В процесі експлуатації труби піддавалися також впливу значних термічних вібраційних напружень (нестабільний режим горіння). Через порушення циркуляції теплоносія і нестабільного режиму горіння палива мав місце тривалий перегрів за температури більше ніж 1000°С. Високі теплові навантаження за практично повної відсутності теплоносія, нерівномірний розподіл підвищених теплових потоків внаслідок порушення топкового режиму горіння сприяли передчасній прискореній деградації структури і термічної деструкції металу труб. За короткий термін експлуатації (~240 годин) відбулася значна зміна розмірів труб (прискорена повзучість за високих температур) та повна перекристалізація мікроструктури металу по всій товщині стінки пошкоджених труб.
Встановлено, що прискорена деградація структури металу зруйнованих труб пов’язана як з перегрівом стінки труб, так і з не рекомендованою (для експлуатації за високих температур та тиску) структурою металу труб в стані постачання. Показана необхідність корегування на ТОВ «ІНТЕРПАЙП НІКО ТЬЮБ» режиму термічної обробки цих труб.
Результати досліджень дозволяють розробити рекомендації по усуненню порушень режиму експлуатації і налагодженню контролю фактичних теплових потоків в найбільш теплонавантажених ділянках пароперегрівника котла фабрики «Singburi Sugar Сo, Ltd» (Таїланд). З урахуванням особливостей котельного обладнання і режиму його експлуатації, рекомендовано також замінити матеріал пароперегрівних труб на більш жароміцну і жаростійку марку стали.
Ключеві слова: котельна труб, пароперегрівник, пошкодження, термічна деструкція, деградація структури, режим горіння, циркуляція теплоносія, перегрів.

Література

  1. Янко П.І., Мисак Й.С. Режими експлуатації енергетичних котлів. –Львів:Українські технології, 2004, – 272 с.
  2. Соколов Б.А. Котельные установки и их эксплуатация. – М.: Академия, 2010, – 432 с.
  3. Антикайн П.А. Металлы и расчеты на прочность котлов и трубопроводов. – М.: Энергоиздат, 1990. – 386 с.
  4. Крутасова Е.И. Надежность металла энергетического оборудования. – М.: Энергоиздат, 1981. – 240 с.
  5. Бугай Н.В., Березина Т.Г., Трунин И.И. Работоспособность и долговечность металла энергетического оборудования. – М.: Энергоатомиздат, 1994. – 272 с.
  6. Куманин В.И. Ковалева Л.А., Алексеев С.В. Долговечность металла в условиях ползучести. – М.: Металлургия, 1988. – 224 с.
  7. Баранов А.П. Предупреждение аварий паровых котлов. – М.: Энергоатомиздат, 1991, – 97 с.
  8. Сафина И.С., Каузова П.А., Гущин Д.А. Типология дефектов трубопроводов пара и горячей воды // Технадзор, – 2016. – № 2 (111). – С. 15-21.
  9. Богачев В.А., Таран О.Е. Влияние тепловой неравномерности на температуру и надежность металла конвективных пароперегревателей // Электрические станции. – 2002. – №2. – С. 21-24.
  10. Гринь Е.А., Степанов В.В., Саркисян В.А., Бабкина Р.И. Методика оценки технического состояния котлов и трубопроводов ТЭС// Электрические станции. – 2011. – №7. – С. 23-27.
  11.  Минц И.И., Ходыкина Л.Е., Логвиненко И.Г. Повреждаемость и технологические дефекты в металле высокотемпературных  трубопроводов.– Челябинск: Цицеро, 2009. –163 с.
  12.  Дитяшев Б.Д., Теретьев И.А. Причины повреждений и статистика по отказам трубопроводов ТЭС // Электрические станции. – 2003. – №4. – С. 47-50.
  13. СОУ-Н ЕЕ 20.321:2009. Стандарт галузевий. Металографічні методи дослідження елементів теплоенергетичного устаткування. – К.: Міністерство палива та енергетики України, 2009. – 68 с.
  14. Бельченко Г.И., Губенко С.И. Основы металлографии и пластической деформации стали. –  Киев-Донецк: Вища школа, 1987, – 240 с.
  15. Новиков И.И. Теория термической обработки металлов. – М.: Металлургия, 1978. – 392 с.