Т. 327, № 11

Особенности микроструктурной неоднородности котельных труб из стали 20 в состоянии заводской поставки

Актуальность работы обусловлена необходимостью минимизации коррозионных потерь металла трубных поверхностей нагрева при их эксплуатации. Это в значительной мере влияет на остроту проблемы обеспечения надежности функционирования котельных агрегатов тепловых электрических станций и объектов промышленной теплоэнергетики. В свою очередь, увеличение надежности и безаварийности работы тепломеханического энергооборудования, наряду с повышением безопасности жизни и снижением рисков потенциального вреда обслуживающему персоналу и окружающей среде, непосредственно связано с энергоэффективным использованием ресурсов. Важный аспект актуальности работы состоит в том, что объектом исследования являются трубы из углеродистой стали (марка стали 20), которая относится к наиболее используемым в российском энергомашиностроении для изготовления поверхностей нагрева паровых котлов. Цель работы. Анализ микрорельефа наружной и внутренней поверхности новых труб типоразмера 60х6,0 мм, изготовленных из стали 20; изучение по толщине стенки структурной неоднородности и размерных параметров микроструктуры для прогнозных заключений о надежности и преобладающих механизмах повреждаемости, которые будут развиваться в процессе эксплуатации; анализ проведения возможных дополнительных мероприятий, улучшающих эксплуатационные свойства и ресурс труб поверхностей нагрева. Методы исследования: металлографические методы исследования структурных составляющих стали, методы измерения микротвердости. Результаты. На поверхностях труб в состоянии поставки обнаружены различные типы дефектов (раскатанная корочка, межкристаллитные трещины, технологические дефекты в виде канавок с закругленным дном), которые неравномерно распределены по поверхности трубы. Глубина дефектов достигает половины браковочного уровня для эксплуатируемых труб. По толщине стенки трубы зафиксирована структурная неоднородность и перепад размерных параметров микроструктуры. Наличие указанных дефектов и неоднородность материала трубы приводят к существенным изменениям скорости развития повреждения и снижают ресурс котельных труб. Предложены запатентованные способы, направленные на улучшение свойств поверхности и снижение структурной неоднородности труб. Приведенные способы (режим паровоздушной обработки труб, режим двукратной нормализации при 920 С) доступны для осуществления в условиях теплогенерирующих компаний и эффективно снижают скорость коррозионных процессов.

Ключевые слова:

стали, сталь 20, трубы поверхностей нагрева, структурная неоднородность, дефекты, поверхности, котельные трубы, ресурсы, электронный ресурс, труды учёных ТПУ,

Авторы:

Помазова Анна Викторовна

Артамонцев Александр Иванович

Заворин Александр Сергеевич

Скачать PDF