Компания ООО «ЛМЗ «МашСталь» производит литые корпусные детали арматуры из стали 15Х1М1ФЛ согласно ОСТ 108.961.03-79 «Отливки из углеродистых и легированных сталей для деталей паровых стационарных турбин с гарантированными характеристиками прочности при высоких температурах. Технические условия».
Среди прочих требований указанного нормативного документа одним из обязательных является обеспечение уровня длительной прочности металла на ресурс 200 тыс. ч.: при температуре 540 оС не менее 90,1 МПа (0,85 от величины предела длительной прочности 106 МПа на 100 тыс. ч.); при температуре 570 оС не менее 66,3 МПа (0,85 от величины предела длительной прочности 78 МПа на 100 тыс. ч.).
Гарантия свойств металла отливок при высоких температурах обеспечивается химическим составом, соблюдением технологии производства отливок и испытаниями отливок текущего производства на длительную прочность.
Соответствовать современным тенденциям развития отрасли и отвечать за качество производимой продукции – это одна из первостепенных задач ООО «ЛМЗ «МашСталь». Очень важно полностью удовлетворять требования потребителей сегмента, выполнять договорные обязательства и работать в стабильно выдержанном режиме.
Предприятие ООО «ЛМЗ «МашСталь» заключило договор с компанией ЗАО «РОУ» (г. Барнаул) на изготовление и поставку корпусного литья для изготовления запорной, регулирующей, защитной и предохранительной паровой арматуры из стали 15Х1М1ФЛ на давление от 9,8 МПа до 30,4 МПа и температуру от 510 оС до 565 оС. Для подтверждения свойств металла отливок при высоких температурах изготовителю стального литья – компании «ЛМЗ «МашСталь» – необходимо было провести контрольную проверку соблюдения технологии изготовления литья и контрольные испытания пределов текучести при повышенных температурах и длительной прочности металла стального литья. Список организаций, подтверждающих изготовителю правомочность гарантий и способных осуществить данный контроль, определен в ТУ 14-3Р-55-2001 «Трубы стальные бесшовные для паровых котлов и трубопроводов. Технические условия». Это такие организации, как УралНИТИ, НПО «ЦНИИТМАШ», НПО «ЦКТИ», ВТИ. Компания «ЛМЗ «МашСталь» в 2015 году заключила договор с ОАО «ВТИ» на исследование металла литых корпусов арматуры из стали 15Х1М1ФЛ с определением предела длительной прочности на ресурс 200 тыс. ч.
Анализ чертежей корпусов арматуры показал, что по толщинам стенки и методике изготовления (литья) все рассматриваемые детали могут считаться однотипными. Материалом исследования являлись образцы на длительную прочность и ползучесть М 18х180 мм в количестве 12 штук, изготовленные из литых корпусов арматуры.
По результатам проведенных испытаний была построена условная параметрическая диаграмма длительной прочности (рис. 1) в координатах gP-lgs, где s – напряжение, при котором проводилось испытание, Р – параметр жаропрочности. Параметр жаропрочности представляет собой функцию температуры (T) и времени испытаний (t) и равен Р = Т (lgt-2lgT+C). Постоянная С для перлитных марок сталей равна 25. Аппроксимация результатов испытаний методом наименьших квадратов позволила получить линейную зависимость, описывающую данные эксперимента.
Опыт проведения подобных исследований – не редкость для предприятия ООО «ЛМЗ «МашСталь», но, как правило, практика жесткого контроля качества и использование современного оборудования гарантируют высокие показатели и требуемые результаты. Для получения полной картины качества стального литья предприятие не ограничилось только подтверждением требований пределов длительной прочности металла при высоких температурах.
В апреле-мае 2016 г. по просьбе ЗАО «РОУ» были проведены контрольные работы по радиографии в независимой лаборатории концов присоединительных патрубков по длине 100 мм партии в количестве четырех штук стального литья корпусов задвижек DN 300 рабочего давления 37,3 МПа и максимальной рабочей температурой эксплуатации 550 оС из стали 15Х1М1ФЛ, изготовленной для ЗАО «РОУ». Радиография патрубков проводилась в лаборатории неразрушающих методов контроля ООО «Пензнефтехиммаш». Предварительная механическая обработка патрубков стальной отливки по согласованным с ЗАО «РОУ» чертежам была проведена на ООО «ЛМЗ «МашСталь». Толщина стенки патрубка под приварку составила 70 мм. В качестве средства контроля использовался переносной импульсный рентгеновский аппарат «АРИОН-600» (максимальная толщина просвечивания для стали до 110 мм) с применением рентгеновской пленки AGFA D7 Rollpac и свинцовых экранов. Рентгенографическая зона контроля – 100 мм от края заготовки Ø 434 мм согласно ПНАЭ Г-7-025-90 «Стальные отливки для атомных энергетических установок. Правила контроля», ГОСТ 7512-82 «Контроль неразрушающий. Соединения сварные. Радиографический метод». Оценка качества проводилась согласно приложению 4 ОСТ 108.961.03-79.
По результатам контроля и нормам на приемку отливок методом проникающего излучения дефектов, подлежащих исправлению, в патрубках задвижек обнаружено не было.
Опубликовано в «Вестнике арматуростроителя» №5 (33) 2016
Размещено в номере: «Вестник арматуростроителя» № 5 (33) 2016
