Ремонт трубной системы котла

Каждый котел периодически требует внимания, что связано с активной работой всех узлов и деталей оборудования. Периодический осмотр и текущая замена узлов и деталей позволит максимально увеличить срок службы котельного оборудования.

Виды поломок трубной системы

На каждом паровом котле установлен паропровод для подачи насыщенного нагретого пара, а также трубопроводы различных конфигураций. Среди этих трубопроводов выделяют питательные, дренажные, а также продувные трубы. После длительной эксплуатации трубы приходят в негодность по различным причинам. Основные типы неисправностей труб:

  • Коррозия металла стенок труб.
  • Трещины по диаметру трубы, так называемые кольцевые трещины.
  • Деформация и трещины на концах труб.
  • Износ материалов.
  • Различного рода изгибы, разрывы металла, выпучины стенок труб.

Самой частой причиной неисправностей является коррозия металла. Причиной коррозии выступает кислород, находящийся в воде. При высоких температурах он активно вступает во взаимодействие с углекислым газом и солевыми растворами, создавая агрессивную среду для всех типов металлов. Чаще всего при недостаточной дегазации воды стенки труб подвергаются воздействию язвенной и точечной разновидности коррозии. Особенность язвенной коррозии в том, что она начинает развиваться на незначительных участках труб. Особенно сильно начинает развиваться коррозия в том случае, если котел остановлен, и из него спущена вода. Тогда в действие вступает так называемая стояночная коррозия. Она наиболее активно поражает значительные участки труб как внутри, так и снаружи.
В процессе эксплуатации на трубопроводах могут образоваться трещины и разрывы. Причиной таких неисправностей могут стать следующие неисправности:

  • Пороки в самом металле: различные трещины, невидимые глазу раковины, прочие плены от проката и прочее.
  • Дефекты от сварки. Если сварку производил не профессионал, а лицо без соответствующего доступа к работам, то могут возникнуть дефекты сварки. Чаще всего такие дефекты образуются после текущего/капитального ремонта. Дефекты сварки на заводе-производителе – большая редкость, так как там существует контроль качества и измерение швов при помощи рентгена.
  • Неправильная термическая обработка наложенных швов.
  • Несоблюдение регламента при монтажных и пуско-наладочных работах.
  • Регулярные гидравлические удары, появляющиеся из-за сбоя в работе сепаратора.

Разрывы труб по вышеперечисленным причинам могут произойти в любом месте труб. Исключить такие разрывы можно только при тщательном осмотре всей системы специалистами.

Причины поломки труб

Практики утверждают, что чаще всего дефекты трубопровода (трещины, вздутия, разрывы и пр.) возникают в следующих местах:

  • В местах различной степени изгибов труб.
  • В зоне вокруг швов.
  • В прочих дефектных местах металлической поверхности трубы.

 

Кольцевые трещины чаще всего возникают снаружи кипятильных и экранных трубопроводов. Места появления кольцевых трещин – места сварки и места вальцевания. По мере развития трещин они пронизывают трубу насквозь, далее постепенно увеличиваются по длине, охватывая полностью диаметр трубы. При тщательном осмотре трубопроводов эти кольцевые трещины легко выявляются, так как на месте образования трещины появляются наросты солей. Они скапливаются над каждой трещиной, указывая место поломки.

Причинами течи может стать ошибки при креплении труб, а также неодинаковая длинна труб и нарушения ровной окружности отверстий. Если овал трубы не идеально круглый, если он деформирован, то вальцовка лишь ненадолго устранит проблему. Часто развальцовка также приводит к деформации окружности трубы. По этой причине все старые трубы лучше всего заменить сразу и не дожидаться, когда они приведут к аварийной ситуации. В трубной решетке допускается разброс овальности в пределах 0,5 миллиметра. Если овальность увеличена выше предельно допустимой нормы, ее исправляют при помощи развертки или производят рассверловку. В результате этой манипуляции расстояние между близлежащими отверстиями не должно превышать пяти процентов.

В результате развальцовки диаметр отверстий определяется шаблонами:

  • Для кипятильных труб и экранных трубопроводов – не более 5%.
  • Для трубопроводов перегревателей, выполненных из легированной стали диметр должен составлять не более 2,5%.
  • Для труб из углеродистых сталей – не более 3,5%.

Если при проверке шаблонами обнаружены трубы большего размера, они подлежат замене.

Ремонтные работы

Во время ремонтных работ дефектные трубы нагревают и удаляют, взамен монтируют при помощи сварки новые трубы. Во время стыковки необходимо соблюдать требование соосности каждой трубы в месте стыка. При помощи линейки-шаблона четыреста миллиметров проверяют соосность, а также смещение каждой кромки. Линейкой проверяют каждую из четырех точек соединения. Критерий проверки в том, что правильная стыковка не допускает смещение осей. Смещение относительно места стыка не должен превышать 1 миллиметр для трубопроводов диаметром до ста миллиметров и не превышать 2 миллиметров для труб от ста миллиметров.
Весь процесс стыковки осуществляется в приспособлениях, обеспечивающих возможность перемещать конструкцию во время сварки всех стыков. Трубы сваривают не менее чем в два слоя. Главное внимание к качеству шва уделяется во время накладки первого слоя.

Во время сварки следует последовательно размещать и приваривать каждую трубу змеевика к коллектору, начиная от середины конструкции. Каждый стык трубы предварительно обрабатывают под специальною разделку каждой кромки под углом от 70 до 90 градусов в зависимости от толщины металла, марки стали и расположения места соединения в общей конструкции, марки электрода. 

После того, как шов наложен, стык проверяется специальным стальным шаром-шаблоном диаметром, равным 85% от внутреннего диаметра трубопровода. Если этот шаблон не проходит через место стыка, его срезают и сваривают заново.
Сварка труб в коллекторе, изготовленной из малоуглеродистой марки стали, производится без предварительной подготовки и прогрева. Конец трубы устанавливают в коллектор с минимальным зазором, не выше 0,8 миллиметров. Шов можно накладывать как снаружи, так и внутри коллектора. Ни в коем случае нельзя накладывать одновременно 2 шва сверху и снизу, так как труба перестает перемещаться относительно коллектора, что приведет к образованию сквозной трещины.

Перед началом ремонта все трубы, подвергшиеся воздействию газовой коррозии, проверяют дефектоскопом. Те трубы, в которых обнаружены стенки, изношенные на 18 процентов от первоначального размера, отбраковывают и заменяют новыми. Также замене подлежат трубы, имеющие остаточную деформацию не менее двух процентов. Обращается внимание на огневую сторону, так здесь труба подвержена воздействию высоких температур. Остаточную деформацию измеряют при помощи шаблонов в виде скоб. Каждый шаблон проходит дополнительную проверку перед контрольными замерами.

Перед началом работы с дефектными трубами снимают внешнюю обшивку, убирают обмуровку. Далее дефектный участок трубы вырезают не менее чем за сто миллиметров от поврежденной зоны. Согласно регламенту разрез производится механическими инструментами: дисковой пилой, ножовкой, резцами. Нельзя применять сварку и газовую горелку. Трубопровод, установленный на котлах с давление до 59 кгс/см. необходимо обрезать на 50 миллиметров от края, для котлов с более высоким давлением расстояние должно быть увеличено до 70 миллиметров.
В том случае, если обнаружены протечки в околошовном участке или непосредственно на самом шве, эти трубы выбраковывают полностью. Отбраковке подлежат трубы, у которых в местах швов имеются трещины, прожоги или микро дефекты, обнаруженные во время микроанализа.

Если трубу покоробило, ее рихтуют. В зависимости от характера изгиба выравнивание производится с помощью нагрева или холодным способом. Обязательно нагревается экранная труба от 10 метров с промежуточными соединениями и креплениями. Если промежуточные крепления оборваны, их восстанавливают и только после этого начинают выравнивание труб. В особо сложных ситуациях для выравнивания труб используют несколько газовых горелок, при этом одновременно с выравниванием трубы натягивают промежуточные крепления.

Все сварочные работы нельзя производить при температуре воздуха ниже нуля. Последовательность сварочных работ выбирают так, чтобы уменьшить напряжение на коллекторы. Для этого сварочные работы осуществляют в шахматном порядке, с участием двух специалистов сварщиков. По окончании сварочных работ каждый шов зачищается металлической щеткой, чтобы разбить окалину и произвести визуальный осмотр шва. Максимальное смещение замков после сварки не более 10-15 миллиметров.

Если трубопровод выполнен бесфланцевым способом, то для труб от ста миллиметров допускается раздвижка при резке 20-30 миллиметров для того, чтобы оставалось место для установки подкладочного кольца. Все обрезанные концы измеряются. Они должны быть установлены под углом 90 градусов относительно оси коллектора. В течение сборки каждый стыкуемый конец тщательно зачищается со всех сторон до появления металлического блеска на расстоянии не менее 20 миллиметров от края.

Техническая документация

По окончании сварочных работ составляются документы о качестве произведенных работ. В акте ставят свою подпись руководитель ремонтных работ, сварщик и представитель фирмы заказчика. После подписания всех документов предоставляется комплект технической документации в органы технадзора, в которой расписана технология сварочных работ, применяемая во время ремонта.