Пружины винтовые цилиндрические для подвесок трубопроводов ТЭС и АЭС 60С2А в Минске


Винтовые цилиндрические пружины для подвесок трубопроводов ТЭС и АЭС из стали 60С2А

Винтовые цилиндрические пружины из стали 60С2А применяются в опорно-подвесных системах технологических трубопроводов тепловых и атомных электростанций. Марка 60С2А — кремнистая пружинная сталь, легированная хромом, с содержанием углерода 0,56–0,64 %, кремния 1,4–1,8 % и хрома 0,6–0,9 %. Такое сочетание обеспечивает предел упругости не ниже 1150 МПа после закалки и среднего отпуска, что критично для компенсации температурных перемещений трубопроводов при рабочих параметрах пара до 565 C и давлении до 25 МПа.

Пружины изготавливаются методом холодной или горячей навивки с последующей закалкой в масле (850–870 C) и отпуском (420–480 C). Твёрдость после термообработки — 42–48 HRC. Для повышения усталостной долговечности применяется дробеструйное упрочнение поверхности, увеличивающее предел выносливости на 20–30 %. Концы пружин шлифуются под опорные поверхности, перпендикулярность торцов — не более 1,5.

Технические параметры и исполнение

  • Диаметр прутка — от 6 до 40 мм
  • Наружный диаметр пружины — от 30 до 250 мм
  • Число рабочих витков — от 4 до 30
  • Жёсткость — от 5 до 500 Н/мм
  • Максимальная рабочая деформация — до 25 % от свободной высоты
  • Класс точности по усилию — 1-й или 2-й по ГОСТ 16118

Пружины устанавливаются в подвесках типа ПС, ПТ, ПСП, а также в пружинных опорах скользящих и направляющих. В системах АЭС применяются исполнения с ограничением по кобальту и с контролем поверхностных дефектов методом магнитопорошковой дефектоскопии. Для ТЭС с агрессивными средами возможно нанесение цинк-ламельного или газотермического покрытия.

Условия эксплуатации

Рабочий диапазон температур — от –60 C до +250 C для пружин без релаксационной стабилизации и до +300 C после дополнительного низкотемпературного отпуска. Релаксация напряжений при 250 C за 1000 ч не превышает 8 %. Пружины воспринимают статические и циклические нагрузки с числом циклов до 2 10 при амплитуде напряжений до 450 МПа.

ПараметрЗначениеЕдиницаМетод контроляНорматив
Предел текучести 1150МПарастяжениеГОСТ 1497
Твёрдость42–48HRCРоквеллГОСТ 9013
Отклонение жёсткости 10%статическое сжатиеГОСТ 16118
Шероховатость поверхностиRa 3,2мкмпрофилометрияГОСТ 2789
Остаточная деформация 0,5%обжатие до соударения витковГОСТ 16118

Область применения

  • Подвески паропроводов высокого и среднего давления на ТЭС
  • Опорные узлы трубопроводов питательной воды и конденсата
  • Системы компенсации температурных удлинений главных циркуляционных трубопроводов АЭС
  • Пружинные блоки в опорах сепараторов-пароперегревателей
  • Виброизолирующие узлы насосного оборудования первого контура

Вопросы и ответы

Какая термообработка обеспечивает требуемые упругие свойства стали 60С2А?

Закалка в масле от 850–870 C с последующим отпуском при 420–480 C. Такая обработка даёт твёрдость 42–48 HRC и предел упругости не ниже 1150 МПа.

Допускается ли применение пружин из 60С2А в контуре АЭС?

Да, при условии ограничения массовой доли кобальта до 0,02 % и проведения магнитопорошкового контроля. Пружины проходят входной контроль по программе АЭС.

Какой ресурс пружин при циклическом нагружении?

При амплитуде напряжений до 450 МПа ресурс составляет не менее 2 10 циклов без снижения жёсткости более чем на 5 %.

Как контролируется жёсткость пружин?

Статическим сжатием на испытательном стенде с измерением усилия при заданной деформации. Отклонение от номинала — не более 10 % по ГОСТ 16118.