БИМЕТАЛЛИЧЕСКАЯ ТРУБА ДЛЯ ТРУБОПРОВОДОВ ПЕРЕГРЕТОГО ПАРА

Полезная модель относится к области производства труб, а именно - к биметаллическим трубам из теплоустойчивой стали для изготовления трубопроводов перегретого пара, в частности, трубных элементов главного циркуляционного контура атомного реактора водо-водяного типа.
Наиболее близкой по технической сущности и по достигаемому техническому результату является биметаллическая труба из жаропрочной хромоникелевой стали для изготовления трубопроводов пара с покрытием на внутренней поверхности из сплавов инколой или инконель, нанесенным методом электродуговой наплавки. Известная труба обладает высокой коррозионной стойкостью при температуре перегретого пара не менее 650°С и пластичностью, достаточной для получения гнутых элементов методом горячей гибки.
(JP 2011127714, F16L 58/08, F16L 9/02, B23K 26/34, B23K 9/00, опубликовано 30.06.2011)
Недостатками известной биметаллической трубы (в плане ее применения для изготовления трубопроводов пара главного циркуляционного контура атомного реактора водо-водяного типа) является ее высокая стоимость. Поскольку параметры водяного пара в трубопроводах реакторов водо-водяного типа составляют в стационарном режиме: давление 15 МПа и температура 320°C, то использовать дорогостоящую жаропрочную хромо-никелевую сталь для изготовления заготовки трубы нецелесообразно. Кроме того, покрытие внутренней поверхности трубы методом электродуговой наплавки сплавами типа инколой или инконель также существенно увеличивает стоимость биметаллической трубы, и не вызывает необходимости их нанесения при упомянутых параметрах водяного пара.
Следует также иметь в ввиду, что технологический процесс изготовления биметаллических труб из жаропрочной хромоникелевой стали с покрытием на внутренней поверхности из сплавов инколой или инконель, достаточно сложен по причинам большой вероятности образования горячих трещин при сварке и электродуговой наплавке.
Задачей и техническим результатом полезной модели является биметаллическая труба для трубопроводов перегретого пара, применение которой обеспечивает упрощение технологии изготовления и снижение вероятности образования горячих трещин при формировании защитного покрытия и сварке.
Технический результат достигается тем, что биметаллическая труба для трубопроводов перегретого пара выполнена из теплоустойчивой стали с нанесенным на внутреннюю поверхность методом наплавки однослойным антикоррозионным покрытием из стали аустенитного класса, причем труба имеет диаметр 500-1200 мм, толщину стенки 65 мм, а антикоррозионное покрытие толщиной 4,5-6,5 мм выполнено методом электрошлаковой наплавки.
Полезная модель может быть проиллюстрирована примером, приведенным на фиг., где:
1 - труба из теплоустойчивой стали;
2 - антикоррозионное покрытие.
Заготовку трубы по полезной модели, предназначенную для трубопроводов перегретого пара с температурой до 350°C и давлением до 17 МПа, которая имела диаметр 850 мм, толщину стенки 65 мм и длину 2000 мм, изготавливали стандартным способом прошивки слитка с последующей ковкой. Теплоустойчивая сталь содержала углерод, кремний, марганец, никель, молибден, ванадий, хром, медь, серу, фосфор и железо при следующем соотношении компонентов, мас. %: углерод 0,10; кремний 0,27; марганец 0,98; никель 1,90; молибден 0,44; ванадий 0,05; хром 0,26; медь 0,15; сера 0,003; фосфор 0,008; железо остальное.
Затем на внутреннюю поверхность трубы методом электрошлаковой наплавки наносили за один проход антикоррозионное покрытие толщиной 4,5-6,5 мм. Для нанесения покрытия использовали ленточный электрод из стали, содержащей углерод, хром, никель, марганец, ниобий, кремний, кобальт, медь, серу, фосфор, азот и железо при следующем соотношении компонентов, мас. %: углерод 0,017; хром 20,3; никель 10,4; марганец 1,52; ниобий 0,65; кремний 0,68; кобальт 0,02; медь 0,03; сера 0,007; фосфор 0,01; азот 0,07; железо остальное.
Для обеспечения хорошего формирования наплавляемых валиков и равномерности покрытия использовали магнитную систему, создающую магнитное поле вблизи зоны плавления электрода. В результате получили однослойное антикоррозионное покрытие из аустенитной стали толщиной 5,5±0,5 мм. Металл покрытия содержал углерод, хром, никель, марганец, ниобий, кремний, кобальт, медь, серу, фосфор, азот и железо при следующем соотношении компонентов, мас. %: углерод 0,025; хром 20,01; никель 10,3; марганец 1,22; ниобий 0,53; кремний 0,50; кобальт 0,012; медь 0,02; сера ≤0,004; фосфор ≤0,018; азот ≤0,04; железо остальное.
Полученная биметаллическая труба по полезной модели соответствовала требованиям, предъявляемым к трубам для изготовления трубопроводов перегретого пара в атомной промышленности. Труба не имела склонности к образованию горячих трещин при наплавке защитного покрытия, сварке и эксплуатации, имела высокие эксплуатационные свойства: достаточную пластичность для производства из нее гнутых элементов, необходимый уровень механических и коррозионных свойств, не ухудшающихся при последующих термообработках, связанных с выполнением послесварочных отпусков и вероятными ремонтами; а также и существенно сниженную стоимость.