Корпуса скользящих опор трубопроводов ТЭС и АЭС 12Х18Н10Т в Минске


Корпуса скользящих опор трубопроводов ТЭС и АЭС из стали 12Х18Н10Т

Корпуса скользящих опор трубопроводов ТЭС и АЭС из стали 12Х18Н10Т — сварные или литые элементы, воспринимающие вертикальную нагрузку от трубопровода и передающие её на строительные конструкции. Материал 12Х18Н10Т (аналог AISI 321, DIN 1.4541) — аустенитная коррозионностойкая сталь, стабилизированная титаном. Титан связывает углерод в карбиды TiC, что исключает межкристаллитную коррозию после сварки и эксплуатации в интервале 450–600 C. Это критично для корпусов опор, работающих в зонах термического влияния сварных швов при температуре теплоносителя первого и второго контуров.

Конструктивные исполнения и условия эксплуатации

Корпус скользящей опоры представляет собой обечайку с приваренным днищем, опорным фланцем или лапой, оснащённую направляющими для продольного перемещения трубы. Скользящий контакт обеспечивается графитовыми, фторопластовыми или металлическими вкладышами, закреплёнными в корпусе. Типовые исполнения:

  • хомуговые корпуса с двумя полуобечайками для труб 57–426 мм;
  • корпуса с направляющими роликами для трубопроводов 530–1420 мм;
  • корпуса с антифрикционными прокладками из фторопласта Ф-4 для температур до 200 C;
  • корпуса с графитовыми вкладышами для температур до 450 C;
  • корпуса с наплавкой кобальтовыми сплавами для высоких удельных нагрузок.

Корпуса эксплуатируются в условиях: температура теплоносителя до 350 C (второй контур АЭС), до 320 C (пар высокого давления ТЭС), давление до 25 МПа, среда — деаэрированная вода, насыщенный пар, борная кислота (первый контур ВВЭР). Перемещения трубопровода при тепловом расширении достигают 200–400 мм вдоль оси.

Технические характеристики стали 12Х18Н10Т

ПараметрЗначениеУсловияНормативПримечание
Предел текучести 196 МПа20 CГОСТ 5949для поковок
Временное сопротивление 510 МПа20 CГОСТ 5949—
Относительное удлинение 40 %20 CГОСТ 5949—
Жаропрочностьдо 600 CдлительнаяГОСТ 5632стабилизация Ti
Скорость коррозии 0,05 мм/годборная кислота 16 г/л, 300 C—первый контур
Твёрдость 200 HBпосле аустенизацииГОСТ 5949—

Нормативные документы

  • ГОСТ 5632 — марки высоколегированных сталей, включая 12Х18Н10Т;
  • ГОСТ 5949 — сортамент и технические требования к пруткам и поковкам;
  • ПНАЭ Г-7-002 — нормы расчёта на прочность оборудования АЭС;
  • ГОСТ 32569 — трубопроводы технологические, требования к опорам;
  • РД 10-249 — опоры трубопроводов тепловых электростанций.

Применение в энергетике

Корпуса скользящих опор из 12Х18Н10Т устанавливаются на трубопроводах острого пара, горячего промперегрева, питательной воды, а также на трубопроводах систем аварийного охлаждения зоны (САОЗ) и спринклерных систем АЭС. В условиях ТЭС корпуса монтируются на паропроводах 219–720 мм с температурой пара 540–560 C, где стабилизированная сталь сохраняет стойкость к окалинообразованию. На АЭС с ВВЭР-1000/1200 корпуса применяются в контурах с борным регулированием, где аустенитная структура исключает коррозионное растрескивание под напряжением.

Вопросы и ответы

Почему для корпусов скользящих опор применяется именно 12Х18Н10Т, а не углеродистая сталь?

Сталь 12Х18Н10Т сохраняет коррозионную стойкость при контакте с деаэрированной водой и паром до 600 C, не требует защитных покрытий и не склонна к межкристаллитной коррозии благодаря стабилизации титаном. Углеродистые стали в этих условиях интенсивно корродируют и требуют периодической замены.

Какие виды сварки допустимы при изготовлении корпусов из 12Х18Н10Т?

Ручная дуговая сварка покрытыми электродами типа ЭА-1, аргонодуговая сварка неплавящимся электродом (TIG) и автоматическая сварка под флюсом. После сварки обязательна зачистка шва и, при необходимости, аустенизация при 1050–1100 C с охлаждением на воздухе или в воде.

Какой ресурс корпусов скользящих опор из 12Х18Н10Т на АЭС?

Расчётный ресурс составляет 30–60 лет в зависимости от контура и условий эксплуатации. Периодический контроль включает визуальный осмотр, ультразвуковую толщинометрию и проверку перемещений трубопровода.

Допускается ли замена 12Х18Н10Т на 08Х18Н10Т для корпусов опор?

Замена возможна только при температуре эксплуатации ниже 450 C и отсутствии длительного нагрева в интервале 450–600 C. Сталь 08Х18Н10Т не стабилизирована титаном и склонна к межкристаллитной коррозии после сварки в указанном интервале.