 |
 |
 |
|
О положительном опыте восстановления барабанов паровых котлов в энергосистемах Башкортостана и Кемеровской области ШАДРИН В.Ю., ГАНИЕВ Ф.Б. Барабан высокого давления является одним из наиболее нагруженных элементов парового котла. В процессе длительной эксплуатации в нем накапливаются повреждения в виде трещин, коррозионных язв, коррозионно-усталостного поверхностного растрескивания. Накопление повреждений определяется условиями эксплуатации и, главным образом, действием циклических нагрузок, приводящих к исчерпанию пластичности в зонах концентрации напряжений и появлению трещин. Наиболее частыми дефектами являются трещины на внутренней поверхности трубных отверстий, штуцеров, сварных соединений и непосредственно на внутренней поверхности барабана. Наиболее повреждаемые зоны барабана - отверстия водоопускных и пароперепускных труб. Частому повреждению также подвергаются перемычки между водоопускными трубами. Возникающие дефекты, согласно действующим Правилам [1], должны удаляться. При удалении дефектов проектная толщина стенки уменьшается, диаметры отверстий увеличиваются, что влечет за собой уменьшение первоначальных коэффициентов прочности. В целом конструкционная прочность барабана снижается. На сегодняшний день имеют место два основных способа ремонта барабанов паровых котлов с большими объемами выборок: - удаление большого объема металла по крайней границе распространения трещины вокруг отверстий штуцеров и локальной выборкой трещин перемычек с последующей радиальной полуавтоматической наплавкой под слоем флюса кольцевых выборок и ручной заваркой выборок перемычек с использованием перлитного присадочного материала без термической обработки; - бережная локальная выборка дефектов и ручная локальная заварка перлитными электродами с предварительным, сопутствующим подогревом и последующим высоким отпуском индукционным способом на средних частотах [2].
При этом термическую обработку по режиму высокого отпуска проводят индукционным методом на средних частотах тока с применением гибкого водоохлаждаемого индукционного кабеля (ВГИК). Водоохлаждаемый гибкий индукционный кабель обеспечивает предварительный – сопутствующий подогрев барабана, позволяя производить монтаж штуцеров в любой зоне барабана с одновременной наплавкой ремонтных выборок внутри барабана и равномерный нагрев по режиму высокого отпуска по завершении наплавки. По данной технологии с применением кабеля ВГиК с 1995 г. восстановлены: - малый барабан котла ПК-10-2 ст. № 7 Уфимской ТЭЦ-4, с заваркой выборки в обечайке длиной 1260 мм, шириной 60-130 мм и глубиной 25-60 мм при толщине стенки 67 мм, материал барабана сталь 22К, год изготовления 1966; - барабан парового котла БКЗ-320- 140ГМ ст. № 7 на Уфимской ТЭЦ-2; - барабан парового котла БКЗ-320- 140ГМ ст. № 6 на Уфимской ТЭЦ-2, подвергался восстановлению два раза; - барабаны паровых котлов ТП-230-2 ст. № 1, 2, 3, 4, 5 и 6 на Уфимской ТЭЦ-3. Работы по предварительному, сопутствующему подогреву и последующему высокому отпуску выполнялись разработчиком индукционных установок с кабелями ВГиК, научно-производственным предприятием «Унитех». Накопленный положительный опыт восстановления барабанов паровых котлов высокого давления в БЭК заинтересовал и специалистов Кузбассэнерго. На данный период в Кемеровском управлении Ростехнадзора по вышеописанной технологии, с привлечением ООО ИПП «Унитех», восстановлены барабаны паровых котлов № 5,7,8 и 10 Южно-кузбасской ГРЭС (рис. 2). Все барабаны в послеремонтный период работают на номинальных режимах.
Анализ материалов по ремонту барабанов паровых котлов в других регионах показывает, что применение технологий ремонта без термической обработки (по первому способу) не всегда гарантирует его работоспособность. Таким примером является разрушение барабана при гидравлических испытаниях на Ярославской ТЭЦ-3 летом 2005 года, где выполнялись работы по устранению дефектов на штуцерах водоопускных труб. Барабан изготовлен из стали 16ГИМ. Предполагается, что трещина, приведшая к вырову куска тела барабана размером 1,5х2 м, могла развиваться и во время работы [3]. Аналогичные трещины в районе ремонта водоопускных труб парового барабана котла № 1 ЮК ГРЭС были обнаружены специалистами СМиС ОАО «Кузбассэнерго» в апреле 2005 года. Ремонт проводился по первому способу. По нашему мнению [2], регламентирующий порядок обследования и технология ремонта барабанов требует кардинальной переработки. Необходимо доработать процедуру обследования барабанов по фактическому их индивидуальному состоянию с учетом условий эксплуатации. Особое внимание должно быть уделено технологии восстановительного ремонта барабанов с технологией предварительного и сопутствующего подогрева при сварке и термической обработке после сварки. При этом опыт, накопленный в энергосистемах страны, безусловно, должен быть использован, в том числе и опыт по восстановлению ресурса барабанов из различных марок сталей (22К, 16ГИМ, 15М) на электростанциях Башкирэнерго и Кузбассэнерго.
Список литературы 1. Правила устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов. Утверждены Госгортехнадзором России в 2003 г. 2. инструкция по обследованию и технологии ремонта барабанов котлов высокого давления № 268. Минэнерго России, 30 июня 2003 г. 3. Материалы тематического селекторного совещания бизнес-единицы № 1 ОАО РАО «ЕЭС России». Подготовка к ОЗП 2005/06. Энергопресс № 42 от 14.09.2005. 4. Исследование металла поврежденного парового котла № 1 ЮК ГРЭС. Протокол № 58-05, Кемерово, май 2005 г.
|
Восстановительные работы на барабанах паровых котлов под контролем надзорных органов проводятся в энергосистемах уже в течение 12-ти лет (последняя в 2009 г.) по второму способу.
На сегодняшний день парк барабанов паровых котлов накопил предельную повреждаемость. В ближайшее время перспектив на замену барабанов не предвидится. Поэтому необходимо совершенствование нормативной, методической и технологической базы по поддержанию и продлению ресурса барабанов.
