ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Огнеупорная обмуровка и тепловая изоляция из "Трубчатые печи" Конструктивно трубчатая печь состоит из следующих основных деталей и узлов трубчатых змеевиков, огнеупорной футеровки и тепловой изоляции, фундамента и металлического каркаса, системы топливных трубопроводов и арматуры, оборудования для сжигания топлива, дымоходов и дымовой трубы, гарнитуры (трубных подвесок, опорных узлов, решеток, кронштейнов, подвесок для огнеупорных кирпичей или жаропрочных блоков, предохранительных дверок с гляделками и др.), а также вспомогательных устройств для обслуживания (площадок, лестниц, систем трубопроводов сжатого воздуха, пароснабжения и паротушения). [c.25] Перспективна в качестве материала для печных труб сталь ХЭМ. Наличие в ней 9%) хрома и до 1% молибдена обеспечивает высокую жаропрочность, которая на 20—257о выше, чем стали 15Х5М при равной пластичности. [c.26] Алитирование хромистых сталей позволяет значительно расширить область их применения при повышенных температурах в агрессивных средах, содержащих сероводород. Коррозионная стойкость алитированных 3%-ных хромистых сталей в чистом сероводороде при 500—550 °С выше коррозионной стойкости стали 12Х18Н10Т. Для изготовления трубчатых змеевиков печей, а также для коммуникационных трубопроводов и пучков трубчатых теплообменников в США и некоторых других странах на установках гидроочисткн нефтепродуктов используют в промышленном или опытном масштабе алитированные трубы из стали 15Х5М взамен труб из дорогой стали типа 18—8. Опыт подтверждает целесообразность такой замены материала. [c.27] В связи с проектированием и строительством укрупненных установок увеличиваются сортамент печных труб и выпуск труб длиной до 18 м, диаметром 102—325 мм и толщиной стенок 8—22 мм. Применение труб большой длины позволит уменьшить число соединительных элементов змеевиков, снизить гидравлические потери в иечах и потери тепла в окружающую среду. [c.27] Работоспособность сталей при высоких температурах определяется комплексом их свойств (жаропрочность и жаростойкость). Жаропрочность характеризует способность материала сопротивляться воздействию нагрузки при высоких температурах, а жаростойкость —стойкость против химического воздействия окружающей среды, в результате которого значительно изменяются механические свойства материала. [c.28] Жаропрочность стали зависит от большого числа факторов. Основными из них являются ползучесть (крипп), длительная прочность и пластичность. Большое влияние на жаропрочность оказывает структурное состояние стали, степень ее устойчивости при высокой температуре во времени. [c.28] Ползучесть рассматривается как непрерывная и очень медленная пластическая деформация, начинающаяся ири высоких температурах под действием постоянно приложенных напряжений. Между скоростями пластической деформации и напряжениями существуют закономерности, исследование которых позволяет более точно рассчитывать конструкции, эксплуатируемые при высоких температурах. Материал может надежно работать в условиях ползучести под напряжением при соответствующих высоких температурах, если скорости ползучести не превышают некоторых значений. Для каждого материала установлены допускаемые значения деформаций, вызываемых возникающими напряжениями за определенный срок службы трубы при рабочих температурах. Например, для металла печных труб пиролизных установок, работающих под давлением, допускаемая суммарная деформация за 100 тыс. ч эксплуатации находится в пределах 1—1,5%. [c.28] Зарубежные фирмы, в первую очередь французская фирма Помпей , выпускают для пиролизных печей цеитробежноли-тые трубы из стали указанных марок, причем материал обладает высокой стабильностью структуры при высоких температурах, достаточной стойкостью к науглероживанию и окислению продуктами сгорания топлива. [c.29] Основу аустенитной жаропрочной стали печных труб составляет железо (более 45%). Входящие в сплав легирующие элементы оказывают существенное влияние иа жаропрочность н жаростойкость стали. Одни.м из важнейших легирующих элементов является хром. Содержание его в сталях печных труб колеблется в пределах 18—30%. При введении хрома повышаются жаропрочность, сопротивление ползучести и длительная прочность, а также увеличивается сопротивление окислению. Сталь, содержащая хром, на диаграмме состояния системы Ре—Сг может характеризоваться замкнутой областью (петлей) 1)-твердых растворов, обладающих устойчивой структурой материала. [c.29] НИИ до комнатных температур, сохраняет кристаллическую решетку у-раствора. Такие стали называются аустенитными. Более плотно упакованная решетка у-раствора (при сопоставлении с объемноцентрированной решеткой а-твердого раствора) способствует замедлению процессов диффузии, вследствие чего сталь становится более жаропрочной. Марганец, как и никель, способствует расширению у-области, образуя стали с аустенитной структурой. Однако как аустенитообразующий элемент он действует менее эффективно, чем никель. [c.30] Введение углерода в хромоникелевые стали способствует стабилизации и сохранению структуры аустенита в отношении нежелательного превращения у— -а, что улучшает механические свойства стали при комнатной и высоких температурах. [c.30] Присадка кремния в аустенитные стали типа 25—20 повышает их сопротивление окислению при высоких температурах до 1150°С и коррозии в атмосфере продуктов сгорания топлива с повышенным содержанием серы и сернистых соединений. В восстановительных средах пиролиза углеводородного сырья эта сталь более устойчива к науглероживанию по сравнению с обычными хромоникелевыми аустенитными сталями. Однако присадка кремния увеличивает склонность стали к образованию в структуре о-фазы. Чем выше содержание кремния в стали типа 25—20, тем быстрее и в большем количестве выделяется а-фаза, особенно при длительном нагреве в интервале умеренно высоких температур. Эта фаза — очень твердая, хрупкая и немагнитная. Она представляет собой интерметаллнческое соединение железа с хромом типа Ре—Сг и образуется из твердого раствора по схеме у—— а-фаза либо непосредственно у —йт-фаза. [c.30] Выделение а-фазы сопровождается большими объемными изменениями в структуре стали и вызывает значительные внутренние напряжения. Это является причиной исключительно высокой хрупкости стали, содержащей большие количества а-фазы. Такая сталь имеет пониженные пластичность и ударную вязкость. Поэтому горячая обработка давлением стали с высоким содержанием кремния затруднительна. Следует отметить, что дополнительный перегрев стали типа 25—20 до температуры растворения а-фазы позволяет устранить хрупкость металла. При высоких температурах жаропрочность стали 25—20 с кремнием такая же, как и стали аналогичного состава без кремния. [c.30] В табл. П-1 приведен химический состав наиболее распространенных жаропрочных сталей для труб высокотемпературных печей установок углеводородного сырья. [c.30] Вернуться к основной статье