5 Материалы, применяемые в котлостроении

С повыше­нием рабочей температуры металла не только снижа­ется его механическая прочность, но и происходят так­же изменения, которые при более низких температурах вообще не имеют места или выявляются не сразу. К та­ким явлениям относятся: ползучесть металла, пониже­ние с течением времени его пластичности и вязкости, изменение его первоначальной структуры, химическая нестойкость и др.

В котлостроении в основном применяются чугуны и стали различных марок. В отдельных случаях для низ­котемпературных поверхностей нагрева используют не­металлические материалы (стеклянные трубы — для воздухоподогревателей, различные керамические тру­бы). Наибольшее распространение из чугунов получили серый (СЧ), ковкий (КЧ) и окалиностойкий. Серый чу­гун обладает высокими литейными свойствами и исполь­зуется для изготовления гарнитуры топочных устройств: лазов, гляделок, лючков, клапанов, арматуры для креп­ления, работающих при температурах не выше 350°С. Ковкий чугун используют для изготовления деталей на­сосов, вентиляторов и вспомогательного оборудования. Окалиностойкий и жаропрочный чугуны (типа «Силал», «Чугаль» и т. п.) могут выдерживать без интенсивного окисления более высокие температуры, хорошо работа­ют на изгиб и сжатие и используются для изготовления колосниковых решеток, опорных устройств, подвесок для крепления труб и т. п.

Стали, применяемые в котлостроении, должны обла­дать высокими механическими свойствами (прочностью, пластичностью, стабильностью структуры), хорошими технологическими свойствами (свариваемостью, пригодностью к термической обработке). Марки сталей для элементов источников тепла выбирают из условий обес­печения требуемой степени надежности этого элемента и минимального расхода металла на единицу произво­димого тепла (пара). Все стали, применяемые в котло-строении, можно разделить на следующие классы: 1) уг­леродистые; 2) низколегированные (перлитного класса); 3) высоколегированные (аустенитного класса); 4) вы­соколегированные (мартенситного и мартенситно-фер-ритного класса); 5) сталь для литых деталей арматуры.

Из углеродистых сталей наибольшее распространение для изготовления элементов тепло- или парогенератора, работающих при температурах ниже 450°С, широко при­меняются углеродистые стали СтЮ и Ст20. Для Ст20 цифра показывает, что содержание углерода 0,20 %, а легирующие элементы отсутствуют. В низколегирован­ных сталях перлитного класса содержание легирующих элементов не превышает 4—5 %, обычно они применя­ются до температур 580 °С. Из высоколегированных ста­лей аустенитного класса многие надежно работают при температурах 650—700°С. К основным недостаткам ста­лей аустенитного класса относятся склонность их к об­разованию трещин при совместном воздействии напря­жений и коррозионной среды и образование кольцевых трещин в околошовной зоне сварных соединений вслед­ствие резкого снижения пластичности некоторых участ­ков этой зоны при нагреве. Для изготовления и ремон­та котлов пароперегревателей, экономайзеров и их эле­ментов, предназначенных для работы под давлением, применяют материалы, рекомендованные «Правилами устройства и безопасной эксплуатации паровых и водо­грейных котлов»