Металл устал, или как «препарируют» котел

Не ошибемся, если скажем, что 99% оборудования на электростанции состоит из металла. И котлы, и турбины, и генераторы, и десятки километров труб, и все дополнительное оборудование — металлические. Но каким бы надежным, стойким к нагрузкам ни был металл, он не вечен, имеет свой ресурс, износ и показания к замене. А когда именно это нужно сделать, определяют металловеды, своего рода детективы от энергетики.

Чтобы знать состояние того или иного конструктива, в СГК есть служба металлов. Ее специалисты, металловеды, могут точно определить, по какой причине та или иная труба либо деталь вышла из строя и как срочно ее необходимо заменить. Металловеды работают в сервисной компании СГК — Сибирском инженерно-аналитическом центре (СибИАЦ), в Кемерове.  Что они делают? 

  • Оценивают состояние металла (то есть почти всего оборудования электростанций и тепловых сетей) для планирования ремонтов.
  • Контролируют монтажные и сварочные работы после ремонта и во время эксплуатации.
  • Выясняют причины аварийных отказов оборудования.

 900 тонн — в одночасье?

Львиная доля работы металловедов приходится на оборудование котлов. Вся внутренняя поверхность котла состоит из поверхностей нагрева — труб, внутри которых циркулирует вода. Сжигаемая в котле угольная пыль превращает воду в пар, который затем раскручивает лопатки турбины для производства электричества и нагревает воду для теплоснабжения.

IMG_1214.jpgКотлоагрегат Ново-Кемеровской ТЭЦ

Поверхности нагрева сделаны из специального термостойкого, или легированного сплава. Ведь в котле — давление до 140 атмосфер и температура +560 °С. Металл испытывает постоянные повышенные нагрузки и со временем разрушается. Заменить в одночасье все поверхности нагрева котла довольно сложно: в нем может быть до 900 тонн металла. А чтобы понять, какое именно «слабое звено» нужно менять, обращаются к металловедам СибИАЦ.

Операционная для металла

Как это происходит? На электростанции делают так называемые вырезки: отрезают несколько трубок из конкретной секции котла и привозят в кемеровскую лабораторию службы металлов. В течение 10 рабочих дней металловед проводит полное исследование предоставленного образца.

DSCF3813.JPGПривезенные с электростанции вырезки из котла в службе металлов будут еще резать и обрабатывать

Во-первых, металлография: изучает образец металла через специальный микроскоп с увеличением в 500 раз. Аппарат позволяет увидеть, насколько изменилась структура металла, подвергалась ли поверхность перегреву и т. д.

DSCF3825.JPGИнженер-металловед Вера Ефименко по рисунку на экране микроскопа может определить, насколько металл устал

Во-вторых, проводят химический анализ образцов так называемым мокрым способом. Небольшой фрагмент вырезки измельчают в стружку, а затем растворяют в специальных реагентах. Химики-лаборанты анализируют, как изменилась пропорция сплава: сколько в стали, например, молибдена, хрома, ванадия, углерода и т. д. 

DSCF3835.JPGЗначительное отклонение от стандарта — металл изменил свои свойства, в том числе прочность, стойкость к температуре, давлению…

В третьих, механические испытания: образцы охлаждают, нагревают, а также разрывают или прессуют на специальных установках, тестируя на то, какие нагрузки металл еще может выдержать.

DSCF3796.JPGПресс делает в образце небольшое углубление — по его размера можно судить о прочности металла

Когда диагностика проведена, эксперт выдает свое заключение — протокол исследования: сколько поверхность нагрева может еще безаварийно отработать или ее уже нужно менять. Такие же исследования, при необходимости, проводятся для всех станционных трубопроводов (а их протяженность исчисляется тысячами метров), а также трубопроводов тепловых сетей. Именно эти протоколы исследования берутся за основу при планировании ремонтных кампаний на предприятиях.

DSCF3828.JPGВ службе хранятся протоколы исследования поврехностей нагрева котлов за несколько десятилетий. Этот, например, датируется 1965-м годом

Настоящий детектив

Еще одно направление работы службы металлов — неразрушающий контроль. Это когда дефектоскописты проводят контроль уже смонтированных, сваренных конструкций, например, тех же отремонтированных поверхностей нагрева. Работа тяжелая, кропотливая и очень ответственная. При помощи ультразвукового прибора специалист проверят каждый сварной шов: нет ли свища или непроваренного участка.

IMG_1229.jpgДефектоскоп «видит» всю подноготную сварного шва

После ремонта котел можно вводить в работу только после положительной оценки дефектоскописта или после исправления всех его замечаний. Крошечный дефект в сварном соединении поверхности нагрева может привести к тому, что вода будет выходить на поверхность трубы, повреждать и ее, и соседние трубы. Рано или поздно это приведёт к останову всего котла, а это время на ремонт, растопку и т. д.

IMG_0278.jpgКвалификация сварщика тоже очень важна

Металловедов в определенной степени можно сравнить с детективами, причем очень дотошными. Ведь они могут выяснить причину дефекта и аварийной остановки оборудования. Например, по небольшой части поврежденной трубы сказать, откуда пошло повреждение и по какой причине: из-за усталости металла или дефекта сварки, а может, неправильной эксплуатации.

В межотопительный период металловеды нарасхват: их заключения крайне важны для качественного, своевременного ремонта. А в отопительный сезон эти специалисты помогают выбрать правильную стратегию исправления дефекта и быстро ввести оборудование в строй.

 

Вверх
Тип контента
Поделиться
Комментарии (0)
Авторизуйтесь
Чтобы можно было
оставлять комментарии
Развернуть Свернуть