Способ изготовления стальных прокатно-сварных секций котлов

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 1835574 Союз Советских Социалистических Республик(51) М л.зВ 21 Р 51/04С 23 С 9/04 с присоединением заявки сударственныи квинте(23) Приорит СССР по делам изобретений(45) Дата опубликования описания 07,06.81 72) Авторы изобретени Остапущенко Е. Г. Вальский, В. Д, Деркач и(71) Заявит На сследовательскийи оборудования нститут санитарнои аний и сооружений СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КАТНО-СВАРНЫХ СЕКЦИ АЛЬНЫХОТЛОВ напряжения 3(61) Дополнительное к ав (22) Заявлено 07.08,79 (2 43) Опубликовано 07,06,81 Изобретение касается изготовлениястальных прокатно-сварных поверхностейнагрева и может быть использовано в котлостроении.Наиболее близким к предлагаемому по 5технической сущности является способ изготовления прокатно-сварных конструкцийс замкнутым контуром, преимущественнотеплообменников, при котором одновременно сматывают полосы с двух рулонов, прокатывают непрерывно поперечные и продольные каналы на верхней и нижней поло-.винах заготовки со скоростью последующейсварки продольных швов, затем к одной половине заготовки приваривают присоединительные элементы и совмещают ее с другойполовиной, выполняют контактную точечную сварку двух половин между каналамии шовную сварку продольных швов, затемпроизводят контактную шовную сварку поперечных швов при непрерывном пеоемещении заготовки и резку полученной заготовки на отдельные емкости 1,Недостатком этого способа является то,что в процессе прокатки и сварки в металлоконструкциях возникают значительныеостаточные напряжения, величина которыхна отдельных участках может достигатьпредела текучести металла.Остаточные растягивающие 0 приводят к ускореннои коррозии металла и снижают коррозионно-усталостную прочность поверхностей нагрева секций котлов.Для снятия остаточных напряжений в 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 охлаждении вместе с печью.После операций прокатки, сварки и термической обработки прокатно-сварных секций котлов последние подвержены деформациям ввиду больших линейных размеров при малой толщине. Поэтому для данных изделий после отжига необходима операция правки в вальцах с небольшой степенью обжатия.Одним из необходимых требований, 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 внутреннего давления), эмалевое покрытиенепригодно из-за повышенной хрупкости,способствующей быстрому скалыванию отдельных участков покрытия.Применение других видов покрытий, например карбида вольфрама методом распыления для прокатно-сварных секций котлов,также не позволяет обойтись без отдельныхопераций отжига и правки перед нанесением покрытия и оплавления после нанесения.Известен способ получения покрытий методом диффузионного насыщения в порошкообразных смесях, который заключается вследующем: защищаемая деталь (или детали) помещается в контейнер и засыпается порошкообразной смесью, состоящей изнасыщающих компонентов (алюминий,кремний, бор), активатора процесса насыщения (хлористый аммоний, фтористыйалюминий или фтористый натрий) и наполнителя (глинозем, песок, шамот), герметично закрытый контейнер помещают впечь и выдерживают при температуре600 в 10 С в течение 2 - 4 ч 121.Этот способ применяется до настоящеговремени для обработки небольших деталейв машиностроении с целью повышения ихизносостойкости или жаростойкости.Диффузионные покрытия на основе бора,алюминия, кремния обладают достаточновысокой стойкостью к растворам сернойкислоты.Цель изобретения - упрощение технологии изготовления прокатно-сварных секцийводогрейных котлов с антикоррозионнымпокрытием за счет совмещения операцийотжига и нанесения покрытия. Это достигается тем, что после сварки секции подвергаются диффузионному отжигу в порошко,вой насыщающей смеси на основе одногоили нескольких элементов из группы; бор,кремний, алюминий,При этом обеспечивается возможность заодну операцию произвести и отжиг для снятия остаточных напряжений, и образованиекоррозионностойкого покрытия и при этомне допустить деформаций секций, т. е. исключить операцию правки. В результатетехнология изготовления секций вместо четырех отдельных последовательных операций (отжиг для снятия остаточных напряжений, правка, нанесение и обжиг покрытия) содержит лишь одну: диффузионныйотжиг. При этом нанесение покрытия и егообжиг происходят одновременно, а потребность в правке отпадает, так как в процессе нагрева секции зажимаются плотно прилегающей к их поверхности порошковойсмесью, которая препятствует короблению.П р и м е р 1. Секции котлов после операций прокатки и контактной сварки помещаются в контейнер, где закрепляются нарасстоянии не менее 20 мм при помощираспорок.В контейнер засыпается порошковаясмесь, состоящая из насыщающего - карби 5 1 О 15 20 25 зо 35 40 45 50 55 60 65 да бора В 4 С 98 и активатора - фтористого алюминия А 1 Рз 27 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 борид. ным слоем толщиной 100 - 150 мкм.П р и м е р 2. Секции котлов после операций прокатки и контактной сварки подвергают нагреву в порошковой смеси, состоящей (/о) из насыщающих - ферросилиция РеЯ 28 и карбида бора В 4 С 63,7; наполнителя - окиси алюминия А 10 з 5,2 и активаторов - хлористого аммония МН 4 С 1 1,8; фтористого алюминия А 1 РЗ 1,3 при температуре 950 С в течение 4 ч,Оборудование и вспомогательные операции, как в примере 1.П р и м е р 3. Секции котлов после операций прокатки и контактной сварки подвергают нагреву в порошковой смеси, состоящейиз насыщающих - карбида бора В 4 С 49, алюминия А 1 25, наполнителя - окиси алюминия А 1,0 З 23,5 и активаторов - хлористого аммония ИН 4 С 1 1,5, фтористого алюминия А 1 Рз 1, при температуре 950 С в течение 4 ч.Оборудование и вспомогательные операции, как в примере 1.П р и м е р 4. Секции котлов после операций прокатки и контактной сварки подвер гают нагреву в порошковой смеси, состоящей из насыщающего ферроалюминия РеА 1 97и активатора - хлористого аммония КН 4 С 1 3%, 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 изобретенияСпособ изготовления стальных прокатносварных секций котлов, включающий прокатку половинок секций, контактную сварку их в секции, отжиг секций и нанесение антикоррозионного покрытия, отличающ и й с я тем, что, с целью упрощения технологии изготовления секций котлов за счет совмещения операций отжига и нане836574 Составитель Е. Перекатова Техред А. Камышникова Корректор Р, Беркович Редактор Т. Клюкина Заказ 1135/15 Изд.380 Тираж 889 ПодписноеНПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, 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 61, Авторское свидетельство СССРЮо 282547, кл. В 21 Р 53/04, 1970 (прототип).2. Минкевич А. Н, Химико термическая 5 обработка металлов и сплавов, М., Машиностроение, 1965, с. 18.