Способ изготовления стальных прокатно-сварных секций котлов

Способ изготовления стальных прокатно-сварных секций котлов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С A Н И E,835574

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 07.08.79 (21) 2806732/22-02 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.06.81. Бюллетень № 21 (45) Дата опубликования описания 07.06.81 (51) М. Кл.з

В 2ID 5I/04

С 23С 9/04

Государственный квинтет (53) УДК 621.785,79 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

Е. Г. Вальский, В. Д. Деркач и П. Г. Остапущенко

Научно-исследовательский институт санитарной техники. и оборудования зданий и сооружений (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТАЛЬНЫХ

ПРОКАТНО-СВАРНЫХ СЕКЦИЙ КОТЛОВ

Изобретение касается изготовления стальных прокатно-сварных поверхностей нагрева и может быть использовано в котлостроении.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ изготовления прокатно-сварных конструкций с замкнутым контуром, преимущественно теплообменников, при котором одновременно сматывают полосы с двух рулонов, прокатывают непрерывно поперечные и IIpoдольные каналы на верхней и нижней поло-. винах заготовки со скоростью последующей сварки продольных швов, затем к одной половине заготовки приваривают присоединительные элементы и совмещают ее с другой половиной, выполняют контактную точечную сварку двух половин между каналами и шовную сварку продольных швов, затем производят контактную шовную сварку поперечных швов при непрерывном пепемещении заготовки и резку полученной заготовки на отдельные емкости (1).

Недостатком этого способа является то, что в процессе прокатки и сварки в металлоконструкциях возникают значительные остаточные напряжения, величина которых на отдельных участках может достигать предела текучести металла.

Остаточные растягивающие напряжения приводят к ускоренной коррозии металла и снижают коррозионно-усталостную прочность поверхностей нагрева секций котлов.

Для снятия остаточных напряжений в

5 прокатно-сварных конструкциях применяют термическую обработку — отжиг, который заключается в нагреве изделий в печи до температуры 450 — 700 С, выдержке при этой температуре 2 — 3 ч и последующем то охлаждении вместе с печью.

После операций прокатки, сварки и термической обработки прокатно-сварных секций котлов последние подвержены деформациям ввиду больших линейных размеров

15 при малой толщине. Поэтому для данных изделий после отжига необходима операция правки в вальцах с небольшой степенью обжатия.

Одним из необходимых требований, 20 предъявляемых к поверхностям нагрева водогрейных котлов, является высокая коррозионная стойкость к серной кислоте. Для защиты теплообменников от сернокислотной коррозии используются различные антикоррозионные покрытия, такие как эма. ли, карбид вольфрама и др.

Для прокатно-сварных секций котлов, длина которых более 3 м и каждый канал, работает как мембрана (при колебании

30 внутреннего давления), эмалевое покрытие

835574

1о

25 зо

65 непригодно из-за повышенной хрупкости, способствующей быстрому скалыванию от-. дельных участков покрытия.

Применение других видов покрытий, например карбида вольфрама методом распыления для прокатно-сварных секций котлов, также не позволяет обойтись без отдельных операций отжига и правки перед нанесением покрытия и оплавления после нанесения.

Известен способ получения покрытий методом диффузионного насыщения в порошкообразных смесях, который заключается в следующем: защищаемая деталь (или детали) помещается в контейнер и засыпается порошкообразной смесью, состоящей из насыщающих компонентов (алюминий, кремний, бор), активатора процесса насыщения (хлористый аммоний, фтористый алюминий или фтористый натрий) и наполнителя (глинозем, песок, шамот), герметично закрытый контейнер помещают в печь и выдерживают при температуре

600 †10 С в течение 2 — 4 ч (2).

Этот способ применяется до настоящего времени для обработки небольших деталей в машиностроении с целью повышения их износостойкости или жаростойкости.

Диффузионные покрытия на основе бора, алюминия, кремния обладают достаточно высокой стойкостью к растворам серной кислоты.

Цель изобретения — упрощение технологии изготовления прокатно-сварных секций водогрейных котлов с антикоррозионным покрытием за счет совмещения операций отжига и нанесения покрытия. Это достигается тем, что после сварки секции подвергаются диффузионному отжигу в порошко,вой насыщающей смеси на основе одного или нескольких элементов из группы: бор, кремний, алюминий.

При этом обеспечивается возможность за одну операцию произвести и отжиг для снятия остаточных напряжений, и образование коррозионностойкого покрытия и при этом не допустить деформаций секций, т. е. исключить операцию правки. В результате технология изготовления секций вместо четырех отдельных последовательных операций (отжиг для снятия остаточных напряжений, правка, нанесение и обжиг покрытия) содержит лишь одну: диффузионный отжиг. При этом нанесение покрытия и его обжиг происходят одновременно, а потребность в правке отпадает, так как в процессе нагрева секции зажимаются плотно прилегающей к их поверхности порошковой смесью, которая препятствует короблению.

Пример 1. Секции котлов после операций прокатки и контактной сварки помещаются в контейнер, где закрепляются на расстоянии не менее 20 мм при помощи распорок.

В контейнер засыпается порошковая смесь, состоящая из насыщающего — карбида бора В4С 98О/о и активатора — фтористого алюминия А1Рз 2 /О. Нагрев ведут при температуре 950 С в течение 4 ч, после чего контейнер извлекают из печи, охлаждают на воздухе и направляют секции на сборку.

Смесь может быть использована многократно — 20 — 25 раз.

В результате описанного процесса получают прокатно-сварные секции котлов, лишенные остаточных напряжений после прокатки и сварки, недеформированные и покрытые снаружи антикоррозионным боридным слоем толщиной 100 — 150 мкм.

Пример 2. Секции котлов после операций прокатки и контактной сварки подвергают нагреву в порошковой смеси, состоящей (/о ) из насыщающих — ферросилиция

FeSi 28 и карбида бора В4С 63,7; наполнителя — окиси алюминия А1 0з 5,2 и активаторов — хлористого аммония NH4C1 1,8; фтористого алюминия A1F3 1,3 при температуре 950 С в течение 4 ч.

Оборудование и вспомогательные операции, как в примере 1.

Пример 3. Секции котлов после операций прокатки и контактной сварки подвергают нагреву в порошковой смеси, состоящей (%) из насыщающих — карбида бора

В4С 49, алюминия Al 25, наполнителя— окиси алюминия A1 0з 23,5 и активаторов— хлористого аммония NH4C1 1,5, фтористого алюминия A1Fq 1, при температуре 950 С в течение 4 ч.

Оборудование и вспомогательные операции, как в примере 1.

Пример 4. Секции котлов после операций прокатки и контактной сварки подвер гают нагреву в порошковой смеси, состоя-. щей из насыщающего ферроалюминия FeAI

97 о/о и активатора — хлористого аммония

NH4C1 3/О, при температуре 950 С в течение 4 ч.

Оборудование и вспомогательные операции, как в примере 1.

Использование предлагаемого способа изготовления стальных прокатно-сварных секций с антикоррозионным покрытием снижает количество технологических операций на три, что в конечном счете приводит к повышению производительности труда; приводит к сокращению энергоемкого оборудования, уменьшению количества обслуживающего персонала, снижению энергетических затрат, высвобождению производственных площадей.

Формула изобретения

Способ изготовления стальных прокатносварных секций котлов, включающий прокатку половинок секций, контактную сварку их в секции, отжиг секций и нанесение антикоррозионного покрытия, отличаюшийся тем, что, с целью упрощения технологии изготовления секций котлов за счет совмещения операций отжига и нане836574

Составитель E. Перекатова

Техред А. Камышникова Корректор P. Беркович

Редактор Т. Клюкина

Заказ 1135/15 Изд. № 380 Тираж 889 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 сения покрытия, отжиг проводят в порошковой смеси, содержащей один или несколько элементов, выбранных из группы: бор, кремний, алюминий.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 282547, кл. В 21D 53/04, 1970 (прототип) .

2. Минкевич А. Н. Химико-термическая

5 обработка металлов и сплавов, М., Машиностроение, 1965, с. 18.