【正文】 鋼的可焊性主要決定于它的化學(xué)組成。冷塑性變形能力一般可以從塑性指標(biāo)得到保證，焊接性能則是工藝性能控制的主要指標(biāo)。 2 工藝性能 壓力容器的承壓部件，大多是有鋼板卷彎或沖壓，然后焊接而成。我國規(guī)范規(guī)定許用應(yīng)力必須同時(shí)滿足對強(qiáng)度極限和對屈服極限的安全系數(shù)。不同材料具有不同的屈強(qiáng)比，即使是同一材料，其屈強(qiáng)比也隨著材料熱處理情況及工作溫度的不同而各異。作為容器用鋼，一般要求 s? ＝ 15~20％，國際標(biāo)準(zhǔn)組織 (ISO)推薦規(guī)范中規(guī)定了伸長率的下限值，對碳鋼及錳鋼不小于 16％；對合金鋼不小于 14％。 塑性指標(biāo)包括伸長率 ? 和斷面收縮率 ? 用以制造壓力容器用的鋼材要求具有較好的理性。在一般情況下，同一種材料，強(qiáng)度越高塑性就越差。制造壓力容器用的材料的強(qiáng)度指標(biāo)雖然沒有規(guī)定最大或最小的控制指標(biāo)，但它卻是選材的重要依據(jù)。強(qiáng)度指標(biāo)是設(shè)計(jì)中決定許用應(yīng)力的重要依據(jù)。 1．材料機(jī)械性能 制造壓力容器的材料，需要保證的主要是強(qiáng)度指標(biāo)、塑性指標(biāo)和韌性指標(biāo)。使用范圍和設(shè)計(jì)時(shí)如何選用鋼材等問題。在本節(jié)中將從這三個(gè)方面論述壓力容器設(shè)計(jì)的安全技術(shù)要求。選用閥門時(shí)，應(yīng)由使用的介質(zhì)及其溫度和壓力，以及工作條件來確定，避免由于使用不當(dāng)而發(fā)生事故。出水管、鍋筒及每個(gè)回路的最高位置，應(yīng)裝有公稱直徑不小于 20mm 的放氣閥。鍋筒上的安全閥能夠代替空氣閥，可以不裝空氣閥。 ⑤ 為便于處理額定蒸汽壓力大于或等于 3． 82MPa 鍋爐的 滿水事故，應(yīng)在鍋筒的最低安全水位和正常水位之間接出緊急放水管和閥門?？煞质绞∶浩鞯娜丝谔幒屯ㄏ蝈佂驳慕o水管上，都應(yīng)分別裝給水截止閥和給水止回閥。連接鍋爐和蒸汽母管的每根蒸汽管上，應(yīng)裝設(shè)兩個(gè)泄汽閥門，閥門之間應(yīng)裝有通向大氣的疏水管和閥門，其內(nèi)徑不得小于 18mm。 ② 主閥應(yīng)裝在靠近鍋筒或過熱器集箱的出口處。 6．閥門的安全要求 ① 鍋爐管道上的閥門和煙風(fēng)系統(tǒng)的擋風(fēng)板均有明顯標(biāo)志，標(biāo)明閥門和擋風(fēng)板的名稱、編號、開關(guān)方向和介質(zhì)流動方向．主要調(diào)節(jié)閥門還應(yīng)有開度指示。如閥后壓力過大，則波紋管向下壓力大于調(diào)節(jié)彈簧壓力，使閥瓣關(guān)小，閥后壓力降低，達(dá)到要求的壓力。擰動調(diào)節(jié)螺栓，使調(diào)節(jié)彈簧頂開閥瓣，介質(zhì)流向出口，閥后壓力逐漸上升至所需壓力。 (2)波紋管式減壓閥 波紋管式減壓閥主要通過波紋管來平衡壓力。當(dāng)薄膜上側(cè)的蒸汽壓力高于薄膜下側(cè)的彈簧壓力時(shí)，薄膜向下移動，壓縮彈簧，閥桿隨即帶動閥芯向下移動，使閥芯的開啟度減小，由高壓端通過的蒸汽流量隨之減少，從而使出口壓力降低到規(guī)定的范圍內(nèi)。 常用的減壓閥有彈簧薄膜式、波紋管式等。 5．減壓閥 減壓閥主要有兩種作用，一是將較高的氣壓自動降到所需的低氣壓，二是當(dāng)高壓側(cè)的氣壓波動時(shí)，起自動調(diào)節(jié)作用。當(dāng)給水壓力低于鍋爐壓力時(shí)，鍋爐內(nèi)壓力便壓緊閥芯，阻止鍋水倒流。 (2)旋啟式止回閥 旋啟 式止回閥主要由閥蓋、閥芯、閥薩和閥體等零件組成。升降式 止回 閥的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，密封性較好，安全維修方便。例如安裝在給水管路上的止回閥，當(dāng)給水壓力比鍋爐壓力高時(shí)，給水頂起閥芯進(jìn)入鍋 爐。在閥體內(nèi)有一個(gè)圓 盤形的閥芯，閥芯連著閥桿 (也可用彈簧代替 )，閥桿不穿過上面的閥蓋，并留有空隙，使閥芯能垂直于閥體作升降運(yùn)動。 給水止回閥按閥芯的動作，分為升降式和旋啟式 (擺動式 )兩種。 4．止回閥 止回閥又稱逆止閥或單向閥，是依靠閥前、閥后流體的壓力差而自動啟閉，以防介質(zhì)倒流的一種閥門。節(jié)流閥的優(yōu)點(diǎn)是，外形尺寸小，質(zhì)量輕、密封性能好。 3． 節(jié)流閥 節(jié)流閥又稱針形閥，主要由手輪、閥桿、閥體、閥芯和閥座等零件組成。例如用作鍋爐主汽閥、給水閥等。并且要在閥門關(guān)閉后，填料和閥桿不與介質(zhì)接觸，不受壓力和溫度的影響，防止汽、水侵蝕而損壞。錐形密封面結(jié)構(gòu)緊密啟閉力小，但啟閉時(shí)容易擦傷，研磨需要專門工具，多用在小口徑閥門中。 截止閥閥芯與閥座之間的密封 面形式，通常有平形和錐形兩種。 2．截止閥 截止閥主要由閥桿、閥體、閥芯和閥座等零件組成。缺點(diǎn)是，在閥門關(guān)閉后，閘面受力較大容易磨損，而另一面不受力，故開啟和關(guān)閉需大的力量。否則容易使閘板下半部 (未提起部分 )早介質(zhì)磨損與腐蝕，以致在關(guān)閉后接觸面不嚴(yán)密而泄漏。 閘閥在鍋爐上使用很廣泛，如用作供汽和排污等。楔式大多制成單閘板，兩側(cè)密封面成楔形。 閘閥主要由手輪、填料、壓蓋、閥桿、閘板、閥體等零件組成。 第八節(jié) 汽水管道的主要閥門 閥門是安裝在鍋爐及其管路上，用以切斷、調(diào)節(jié)介質(zhì)流量或改變介質(zhì)流動方向的重要附件。這樣，水就會經(jīng)熱水鍋爐 1 集氣罐 2 排出，避免鍋水 汽化。集氣罐的結(jié)構(gòu)如圖 5— 8 所示。而對于因突然停泵、停電或整個(gè)熱水循環(huán)系統(tǒng)發(fā)生問題造成熱水鍋爐憋壓汽化時(shí)，為使已產(chǎn)生的汽不影響熱水系統(tǒng)的循環(huán)和及時(shí)的排出蒸汽，通常在鍋爐的頂部、省煤器上集箱以及熱水管道的最高點(diǎn)設(shè)置集氣罐。因此，必須防止熱水鍋爐產(chǎn) 生汽化。 第七節(jié) 防止熱水鍋爐鍋水汽化裝置 熱水鍋爐在運(yùn)行時(shí)，鍋內(nèi)水在循環(huán)泵運(yùn)行不正常和停止期間 ，如不加注意，很容易引起鍋水汽化。采用有壓力的排污膨脹箱時(shí)，排污箱上應(yīng)裝設(shè)安全閥。 ④ 每臺鍋爐應(yīng)裝獨(dú)立的排污管，排污 管應(yīng)盡量減少彎頭，保證排污暢通并接到室外安全的地點(diǎn)或排污膨脹箱，排污管通過墻壁時(shí)，要用套管保護(hù)，以利熱脹冷縮。排污閥的公稱通徑 為 20~65mm，臥式鍋殼式鍋爐鍋筒上的排污閥的公稱通徑不得小于 40mm。有過熱器的鍋爐一般應(yīng)安裝連續(xù)排污裝置。 為了減少排污熱量損失，應(yīng)盡量將排污水引到膨脹箱和熱交換器中回收利用。這樣，鍋水中高濃度的鹽類就由短管吸人，經(jīng)下部排污管匯合后流出，即使水位波動也不會中斷排污。上鍋筒內(nèi)沿縱軸方向布置直徑約 75～ 100mm 的排污管，其上間隔適當(dāng)距離焊有多根敞口的短管。 二、連續(xù) 排 污裝置的結(jié)構(gòu)及原 理 連續(xù)排污裝置也叫表面排污裝置，設(shè)在上鍋筒蒸發(fā)面處。閥桿和閥芯相連，與通路成一角度。屬于慢開型。使用時(shí)與其他普通閘閥一樣，旋轉(zhuǎn)手輪即可使閥門開啟或關(guān)閉。當(dāng)擺動手柄時(shí)，傳動軸和閥板相隨擺動，從而 達(dá)到開啟和關(guān)閉通路的日的，這種閥門動作敏捷，排污效果好，很早就被廣泛用于鐵路蒸汽機(jī)車鍋爐上。閘板由兩個(gè)閥片合成，中間的彈簧向兩側(cè)推壓閥片，使閥板緊貼閥座，保持接觸面嚴(yán)密。小齒輪轉(zhuǎn)動，同時(shí)帶動齒條和閘板上移，閥門便快速開啟。閘板由兩個(gè)套筒合成，中間的彈簧向兩側(cè)推壓套筒，使閘板緊貼閥座，保持接觸面嚴(yán)密。 2．齒條閘門式排污閥 齒條閘門式排污閥主要 由齒條、閘板、閥座和閥體等零件組成。這種閥門屬于快開型，雖然結(jié)構(gòu)簡單，但是閥芯很容易受熱膨脹，只是擰動閥底螺絲，將閥芯頂起。時(shí)，其長圓孔與閥體接觸，閥門即關(guān)閉。閥芯呈上大下小的圓錐形，中間開有長圓形的對穿孔，以流通鍋水。 常用的排污閥有旋塞式、齒條閘門式、擺動閘門式、慢開閘門式和慢開斜球形等多種形式。 所謂排污即是連續(xù)或定期從鍋內(nèi)排出一部分含高濃度鹽水的鍋爐水，以達(dá)到保持鍋爐水質(zhì)量和排除鍋 爐底部的泥渣、水垢等雜質(zhì)的目的。應(yīng)壓緊電療或更換墊料 水位呆滯不動 1. 水截門未開。 表 55 水位計(jì)常見故障及產(chǎn)生原因 常見故障 產(chǎn)生原因 截門漏氣和漏水 1. 零件磨損，結(jié)合面不嚴(yán)。 ④ 高低水位報(bào)警器應(yīng)定期作報(bào)警試驗(yàn)和清除下部積存的污物，保持報(bào)警器靈敏可靠。為了防止此類事故發(fā)生，應(yīng)經(jīng)常對水位計(jì)進(jìn)行檢查和沖洗。因此，水位計(jì)顯示的水面也總是上下輕微晃動的。為了能進(jìn)行沖洗，水位計(jì)應(yīng)有放水旋塞和放水閥門。 ⑥ 玻璃管式水位計(jì)應(yīng)有安全防護(hù)罩，其 防護(hù)罩不得妨礙司爐人員對水位的監(jiān)視。 ④ 水位計(jì)應(yīng)裝在便于觀察的地方，光線應(yīng)充足。汽水連接管的內(nèi)徑不得小于 18mm，當(dāng)連接管長度超過 500mm 或有彎曲時(shí)，內(nèi)徑還將適當(dāng) 24 放大，以保證水位靈敏準(zhǔn)確。 二 . 水位計(jì)的安全技術(shù)要求 ① 每臺鍋爐至少應(yīng)裝兩個(gè)彼此獨(dú)立的水位計(jì)，以便在一 個(gè)水位計(jì)損壞時(shí)，另一個(gè)水位計(jì)可以繼續(xù)監(jiān)視水位，保證鍋爐正常運(yùn)行，對蒸發(fā)量不大于 ／ h 的鍋爐，可裝設(shè)一個(gè)水位計(jì)，對蒸發(fā)量不小于 2t／ h 的鍋爐，還應(yīng)裝設(shè)一個(gè)高低水位報(bào)警器。 目前，工業(yè)鍋爐上使用較多的是裝在鍋筒外的高低水位警報(bào)器，因?yàn)檫@種警報(bào)器具有結(jié)構(gòu)簡單，體積較小，靈活可靠和易于調(diào)整等優(yōu)點(diǎn)。 高低水位警報(bào)器的構(gòu)造形式有很多種，但按其裝設(shè)的位置不同，可分為裝在鍋筒內(nèi)和裝在鍋筒外的兩種。 4．高低水位報(bào)警器 高低水位警報(bào)器是鍋內(nèi)水位達(dá)到最高或最低界限時(shí)，能自動發(fā)出警報(bào)訊號的裝置。 重液式低地位水位計(jì)可用水銀做為重液，通過浮子機(jī)械傳動或采用電器傳訊及放大裝置，利 用指示儀表或自動記錄儀表來顯示鍋內(nèi)水位的變化。在通向蒸汽空間的連通管上端裝一個(gè)水冷凝器，蒸汽不斷地進(jìn)入該容器并被冷凝成水，多余的冷凝水通過溢流管流入水連管，使冷凝水容器中的水位高度始終保持不變，也就是說與蒸汽空間相連的連通管中的水柱是壓力不變的。用密度大于水的帶色液體顯示水位時(shí)，稱為重液式低地位水位表；用于密度小于水的帶色液體來顯示水位時(shí)，稱為輕液式低地位水位計(jì)。 3．低地位水位計(jì) 23 當(dāng)水位表距離司爐操作平臺高于 6m 時(shí)，為了便于監(jiān)視水位，應(yīng)在司爐操作平臺加裝低地位水位計(jì)。 因此，工業(yè)壓力為 、 、 MPa 的工業(yè)鍋爐，普遍采用這種水位 計(jì)。所采用的特制是玻璃板是經(jīng)過熱處理的剛性玻璃，它具有在高溫下耐堿性腐蝕的性能；在玻璃板觀察區(qū)域的一個(gè)平面上，做成帶有縱向的槽紋，使之不易從橫向斷裂，故這種 水 位計(jì)不需要裝保護(hù)罩。 玻璃管式水位計(jì)具有結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格低廉、安裝和拆換方便等優(yōu)點(diǎn)，因此在工作壓力不超過 的工業(yè)鍋爐上被廣泛應(yīng)用。 1. 玻璃管式水位計(jì) 用于鍋爐上的玻璃管式水位計(jì)，其玻璃管的公稱直徑有 15mm 和 20mm 兩種。蒸發(fā)量大于或等于 2t／ h 的鍋爐，還應(yīng)裝置高低水位報(bào)警器。所以 ，每臺鍋爐必須按規(guī)定裝設(shè)靈敏可靠的水位計(jì)，沒有水位計(jì)或者水位計(jì)失靈的鍋爐，是絕對不允許投入運(yùn)行的。鍋爐在運(yùn)行中，不可避免地會發(fā)生鍋內(nèi)缺水或漏水事故；特別是鍋內(nèi)嚴(yán)重缺水時(shí)，還可能造成鍋爐爆炸事故。 更換下來的爆破片要交給企業(yè)的有關(guān)部門，對膜片進(jìn)行檢查和爆破試驗(yàn)， 從而積累經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，不斷改進(jìn)設(shè)計(jì)和制造工藝，提高爆破片的性能。 ③ 通常情況下，爆破片應(yīng)每年更換一次。務(wù)必保持全 開。 ② 運(yùn)行中經(jīng)常檢查爆破片法蘭連接處有無泄漏，爆破片有無變形。不同材料的膜片，即使厚度一樣，膜片破裂的壓力也是不同的。 二，爆破片的安全要求 ① 爆破片選用什么材料，膜片用多厚，采用何種結(jié)構(gòu)形式，都要經(jīng)過專門的理論計(jì)算和實(shí)驗(yàn)測試而定。但是，膜片一旦破裂，在換上新的爆破片之前，容器一直處于敞開狀態(tài)，生產(chǎn)不得不中斷，這是爆破片最根本的缺點(diǎn)。爆破片的特點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)簡單，動作非常迅速。 21 表 54 壓力表常見故障及產(chǎn)生原因 常見故障 產(chǎn)生原因 指針不動 三通旋塞未打開或 開啟位置不正確；連接管或存水彎管或彈簧管內(nèi)被污物堵塞；指針與中心軸松動 ；彈簧管與支架的焊口有 裂而 泄露；扇形齒輪與小齒輪脫開 指針不回零位 三通旋塞未關(guān)嚴(yán)；彈簧失去彈性或部分失去彈性；游絲失去彈性或游絲扣脫落；調(diào)整螺釘松動，改變了拉桿的固定位置 指針跳動 游絲彈簧紊亂；存水彎管內(nèi)積有水垢；彈簧彎管自由端與拉桿結(jié)合的鉸軸不活動有續(xù)動現(xiàn)象，扇形齒輪、小齒輪及鉸軸生銹或有污物；可能受周圍高頻震動的影響 表內(nèi)漏氣 彈簧有裂紋；彈簧管與支座焊接質(zhì)量不良；有滲漏現(xiàn)象 第四節(jié) 爆破片 一，爆破片的原理 爆破片的別名很多，如爆破膜、爆破板、防爆膜等。 ⑤ 其他影響壓力表準(zhǔn)確的缺陷。 ③ 鉛封損壞或超過校驗(yàn)有效期限。 ① 有限止釘?shù)膲毫Ρ碓跓o壓力時(shí)，指針不能回到限止釘處；沒有限止釘?shù)膲毫Ρ碓跓o壓力時(shí)，指針離零位的數(shù)值超過壓力表規(guī)定的允許誤差。在鍋爐運(yùn)行期間如發(fā)現(xiàn)壓力表指示不正?；蛴衅渌梢邵E象時(shí)應(yīng)立即檢驗(yàn)校正。要經(jīng)常檢查壓力表指 針的轉(zhuǎn)動和波動是否正常，檢查連接管上的旋塞是否處在全開 的位置上。 ① 壓力表應(yīng)保持潔凈，表盤上的玻璃要明亮清晰，使指針?biāo)甘镜膲毫χ的芮宄滓姟? ⑤ 裝在鍋爐上的壓力表應(yīng)根據(jù)設(shè)備的最高許用壓力在它的刻度盤上畫明警戒紅線，警戒紅線不應(yīng)涂在壓力表的表盤 玻 璃 上，以免 使操作人員產(chǎn)生錯(cuò)覺，造成事故。 ③ 為了卸換和校驗(yàn)壓力表，在壓力表和鍋爐的連接管上應(yīng)裝有旋塞，旋塞應(yīng)裝在垂直的管端上，并使旋塞手柄在與接管的方向一致時(shí)旋塞處于開啟狀態(tài)。 表 53 壓力表的選用 鍋爐工作壓力 壓力表精度等級 表盤刻度極限值 表盤直徑 ＞ 級 工作壓力的 ~3 倍 ≥ 100mm ≥ MPa ＞ 級 工作壓力的 ~3 倍 ≥ 100mm ≥ 14 MPa 1 級 工作壓力的 2 倍 ≥ 100mm 2．壓力表的裝設(shè) 20 ① 每臺鍋爐必須裝有與蒸汽空間直接相連接的壓力表，在可分式省煤器出口和給水管的調(diào)節(jié)閥前，應(yīng)各裝一個(gè)壓力表，過熱器出口和主汽閥之間，應(yīng)裝壓力表。 二、壓力表的安全技術(shù)要求 1．壓力表的選用 被測介質(zhì)的壓力越高，壓力表的精確度也應(yīng)越高；壓力表的表盤刻度極限值應(yīng)根據(jù)鍋爐工作壓力來選用；若選用的較 小，則由于彈簧失效和殘余變形，將導(dǎo)致壓力表的指示值不準(zhǔn)確；壓力表的表盤大小應(yīng)保證司爐人員能清楚的看到壓力指示值。 19 圖 55 彈簧管式壓力表 1