Сделали спектрометром ХМЕТ-7500 анализ металла нового Кетайского змеевика печи для нагрева масла, работающего при давлении 0,8 МПа и температуре не более 400 С, определили аналог Сталь 10, обнаружили повышенное содержание серы в металле 0,15...0,22 %.
Вопрос: Кто какие рекомендации бы дал по возможности эксплуатации такого змеевика ???
Анализ ситуации:
Вы провели анализ состава металла змеевика с помощью спектрометра ХМЕТ-7500 и определили, что металл соответствует аналогу стали 10, однако обнаружили повышенное содержание серы (0,15–0,22%), что превышает допустимые значения для подобных материалов, предназначенных для эксплуатации в условиях повышенной температуры и давления.
Проблема:
1. Повышенное содержание серы:
• В обычной стали 10 содержание серы должно быть на уровне 0,035–0,040% (максимум), согласно ГОСТ 1050-2013.
• Сера является вредной примесью, так как ухудшает пластические свойства стали, особенно при высоких температурах. Она способствует образованию хрупких сульфидов, что увеличивает риск возникновения трещин и разрушения материала под нагрузкой.
2. Условия эксплуатации змеевика:
• Давление 0,8 МПа и температура до 400 °C — это сложные эксплуатационные условия, при которых повышенное содержание серы может привести к быстрому ухудшению свойств материала (например, склонности к межкристаллитному разрушению или ползучести).
Рекомендации по эксплуатации:
1. Оценка риска повреждений:
• Провести механические испытания образца металла, чтобы определить:
• Предел текучести и прочности.
• Ударную вязкость при рабочих температурах.
• Сопротивление ползучести при 400 °C.
• Это поможет определить, сохраняет ли материал достаточные эксплуатационные характеристики в данных условиях.
2. Дополнительные проверки:
• Выполнить неразрушающий контроль, такой как ультразвуковая дефектоскопия или рентгенография, для проверки на наличие возможных трещин, которые могли образоваться на этапе производства или сварки змеевика.
3. Ограничение эксплуатации:
• Если испытания подтвердят снижение прочностных характеристик из-за повышенного содержания серы, рассмотреть возможность эксплуатации змеевика только при сниженных параметрах:
• Уменьшение рабочего давления до безопасного уровня.
• Контроль температуры нагрева (например, ниже 350 °C).
4. Повышенное внимание к коррозии:
• Повышенное содержание серы делает металл более подверженным сернистой коррозии. Поэтому важно регулярно проверять состояние металла (например, через периодический визуальный осмотр и ультразвуковую толщинометрию).
5. Замена змеевика:
• Если металл не соответствует требованиям по прочностным характеристикам (особенно при высоких температурах), заменить змеевик на изготовленный из стали с лучшими характеристиками (например, 15ХМ или 20ХМ).
6. Мониторинг в процессе эксплуатации:
• Включить змеевик в программу регулярного технического контроля (визуальный осмотр, измерение толщины стенок, контроль сварных швов) с учётом повышенных рисков разрушения.
Заключение:
Эксплуатация змеевика с повышенным содержанием серы связана с высокими рисками хрупкого разрушения, особенно при длительной работе при высокой температуре и давлении. Для точного ответа необходимы дополнительные испытания механических свойств и контроль качества сварки. Если результаты подтвердят снижение характеристик, рекомендуется либо ограничить эксплуатацию, либо заменить змеевик на материал, соответствующий требованиям ГОСТ.
Вопрос: Кто какие рекомендации бы дал по возможности эксплуатации такого змеевика ???
Чем закончилась эта история для Вашей организации?