Ремонт котлов из двухслойных сталей

Ремонт котлов из двухслойных сталей.

Для перевозки различных кислот, химических и других агрессивных веществ, а также жидких и порошкообразных грузов, требующих сохранности их нормативной чистоты, широко используют цистерны с котлами из двухслойных сталей 09Г2С + 12Х18Н10Т и 20К + 10Х17Н13М2Т (ГОСТ 10885-85). Стали 12Х18Н10Т и 10Х17Н13М2Т составляют плакирующий (коррозионностойкий) слой двухслойных сталей. При эксплуатации и в процессе ремонта таких котлов обнаруживаются следующие неисправности, присущие только им: расслоение двухслойного металла, вспучивание коррозионностойкого слоя, коррозия сварных швов. В имеющейся в настоящее время технической литературе по ремонту вагонов вопросы ремонта котлов из двухслойной стали практически не освещены.

В соответствии с опытом изготовления и ремонта оборудования из двухслойного металлопроката заводов "Пензхиммаш" (г. Пенза), "Уралхиммаш" (г. Екатеринбург), "Азовмаш" (г. Мариуполь) и др. в практике ремонта сложилась определенная технология устранения названных неисправностей при условии применения соответствующих присадочных материалов и режимов сварки, а также соблюдения требований технических условий, ГОСТов на свариваемые и сварочные материалы. Исправление отслоений разрешается производить только на деталях котла или на котле в собранном виде. Отслоения, обнаруженные в листах или плоских заготовках (до гибки, варки, штамповки), ремонту не подлежат и бракуются в установленном порядке.

При отсутствии коррозионностойкого слоя на детали или стенке (днище) котла допускается его наплавка. Площадь наплавки должна составлять не более 5% площади детали. Если деталь (днище, обечайка) состоит из нескольких частей, сваренных между собой, то площадь наплавки определяется для каждой части отдельно. Если площадь участка с отсутствующим плакирующим слоем стенки или днища котла составляет 5%, то этот участок удаляют из котла и заменяют вставкой размером не менее 350 x 350 мм. Конструктивные элементы наплавки показаны на рис. 7. Наплавку осуществляют в два слоя, толщина каждого из них не менее 2 мм.

Отслоения на днищах и обечайке с выходом на кромку исправляют путем наложения закрепляющей наплавки шириной 15 мм вдоль кромки, при этом длина отслоения по кромке должна составлять не более 400 мм (рис. 8). Отслоения на днищах и обечайке, не выходящие на кромку (отслоение с замкнутым контуром), допускаются к дальнейшей работе без исправления. Таким же образом допускаются и отслоения, примыкающие к сварным швам, но не выходящие на кромку. Площадь отслоений во всех указанных случаях не должна превышать 3% площади детали.

Для определения целостности плакирующего слоя его подвергают пневмоиспытанию сжатым воздухом. Для этой цели в плакирующем слое сверлят отверстие диаметром 5 мм. Над ним приваривают штуцер для подключения к нему шланга, через который подается сжатый воздух в полость отслоения между плакирующим и основным слоем двухслойного металла (рис. 9). При испытании поверхность плакирующего слоя покрывают мыльным раствором. В случае обнаружения пропусков воздуха дефектный участок плакирующего слоя удаляют до основного металла, после чего наплавляют коррозионностойкий слой по способу, описанному выше в настоящем разделе. После наплавки повторно проверяют целостность плакирующего слоя. Если пневмоиспытания показали удовлетворительный результат, штуцер срезают, а отверстие заваривают в два слоя.

Отслоения, имеющие комбинированные участки (без плакирующего слоя и с плакирующим слоем), исправляют путем наплавки и наложения закрепляющей наплавки (в случае выхода отслоения на кромку). Общая площадь исправлений должна составлять не более 5% площади детали.

К выполнению работ по исправлению отслоений плакирующего слоя двухслойного металлопроката допускаются сварщики, прошедшие соответствующее обучение и имеющие удостоверение на право сварки конструкции из этого материала с учетом, в случае необходимости, правил Госгортехнадзора.

При исправлении отслоений плакирующего слоя необходимо использовать однопостовые и многопостовые источники сварочного тока, предназначенные для ручной сварки и оснащенные приборами для контроля величины сварочного тока.

Наплавку поверхности, а также закрепляющую наплавку делают в два слоя: первый слой - переходной, второй - облицовочный (коррозионностойкий).

Валики при наплавке должны быть ровными, плотными и взаимно перекрывать друг друга на ширину не менее 5 - 6 мм. После выполнения переходного слоя поверхность наплавки зачищают от шлака и брызг. Наплавку облицовочного слоя можно проводить только после остывания места сварки до температуры не более 100 °C. Если марка стали плакирующего слоя 12Х18Н10Т, то для первого слоя (переходного) применяют электроды типа Э0Х24Н12Г3СТ марки ЭНТУ-3 на проволоке ЭП87, для второго слоя (плакирующего) - электроды типа Э08Х20Н9Г2Б марки ЦЛ-11. Если марка стали плакирующего слоя 10Х17Н13М2Т, то для первого слоя применяют электроды типа Э08Х24Н12Г3СТ марки ЭНТУ-3 на проволоке ЭП87, а для второго слоя -типа Э09Х19Н10Г2М2Б марки СП-28.

Качество мест наплавки контролируют на всех этапах проведения ремонтных работ следующими методами: внешним осмотром; проверкой исходного металла и варочных материалов; проверкой режимов сварки; испытанием образцов на склонность к межкристаллитной коррозии (МКК) по ГОСТ 6032-85; травлением мест сварки. При выполнении сварочных операций обязательному контролю и приемке ОТК подлежит переходной слой наплавки, подготовленный под наложение коррозионностойкого слоя. Контролю внешним осмотром подвергаются 100% поверхности мест исправления отслоений плакирующего слоя. Трещины, наплывы, подрезы, поря и свищи в наплавленном металле не допускаются. Внешний осмотр для выявления трещин проводят с помощью лупы с трех- и пятикратным увеличением. Для каждого слоя наплавки в местах, где отсутствует плакирующий слой, каждый сварщик сваривает по одному образцу-свидетелю - контрольной пластине. Размер пластины 350 x 120 мм. Для образца-свидетеля берут пластину двухслойной стали той же марки и толщины, что и исправляемая сталь. Из контрольной пластины изготовляют три образца для испытания на стойкость против межкристаллитной коррозии по ГОСТ 6032-85. В случае неудовлетворительных результатов коррозионных испытаний проводят повторные испытания на удвоенном количестве образцов. Результаты повторных испытаний являются окончательными.

При проведении на котлах ремонтных работ по замене отдельных участков котла путем вварки вставок из двухслойных сталей выполненные сварные швы подлежат контролю рентгенотелевизионным или рентгенографическим методом. В случае обнаружения недопустимых дефектов они должны быть удалены вырубкой пневматическим зубилом, выточкой шлифмашинкой, выплавкой электродами типа УОНИ-13/33 со стороны углеродистого слоя и типа ЦЛ-11, ЦТ-15 со стороны нержавеющего слоя или угольными электродами.

При применении выплавки или воздушнодуговой строжки место разделки должно быть зачищено шлифмашинкой до чистого металла. Удалять дефекты можно как с наружной, так и с внутренней стороны котла. В процессе их удаления оставшуюся часть металла шва следует контролировать рентгенографическим методом для полного удаления дефектов.

С целью получения минимальной деформации стенок котла в районе ремонта рекомендуется применять разделки, не превышающие ширину основного шва.

При ремонте дефектов сварных швов применяют электроды марок: ЭНТУ-3М для переходного шва, ЦЛ-11, ЦТ-15 для облицовочного шва, УОНИ-13/55 для углеродистого шва. Для сварки переходного слоя двухслойных сталей применяют также электроды марки ЭЛ-981/15 диаметром 4 - 5 мм.

Режимы сварки при ремонте дефектов сварных швов двухслойных сталей при разных электродах рекомендуется применять следующие (таблица 2.11).