Соединительные муфты для подвесок трубопроводов ТЭС и АЭС из стали 35Х
Соединительные муфты для подвесок трубопроводов ТЭС и АЭС из стали 35Х — резьбовые и гладкие переходные элементы, предназначенные для соединения тяг, серег и штанг в системах крепления трубопроводов высокого давления. Сталь 35Х — конструкционная легированная хромистая сталь (0,31–0,39 % C, 0,8–1,1 % Cr), применяемая для изготовления деталей, работающих при повышенных нагрузках и температурах до 450 C. Муфты изготавливаются методом горячей штамповки или механической обработки из проката, с последующей термообработкой — закалкой и высоким отпуском.
Технические характеристики и конструктивные особенности
Муфты соединительные для подвесок трубопроводов из стали 35Х обеспечивают передачу растягивающих усилий от 10 до 250 кН в зависимости от типоразмера. Резьба выполняется метрической по ГОСТ 24705 или трубной по ГОСТ 6357, с полем допуска 6g/6H. Твёрдость после термообработки — 217–255 HB, предел текучести — не менее 650 МПа, временное сопротивление — 850–1000 МПа. Ударная вязкость KCU при –40 C — не менее 39 Дж/см.
Конструктивно муфты выполняются в следующих исполнениях:
- прямые переходные с внутренней резьбой обоих концов;
- комбинированные «резьба–гладкий цилиндр» под сварку;
- с фланцевым упором для фиксации в опорных плитах;
- с контровочными отверстиями под шплинт или стопорную проволоку;
- удлинённые регулировочные с диапазоном осевого перемещения 20–80 мм.
Применение на объектах энергетики
Соединительные муфты из стали 35Х устанавливаются в системах подвесок и опор трубопроводов:
- главных паропроводов и горячих линий ТЭС с параметрами пара 13–25 МПа, 540–565 C;
- трубопроводов питательной воды и конденсата на энергоблоках 200–1200 МВт;
- контуров многократной принудительной циркуляции АЭС с реакторами ВВЭР-1000, ВВЭР-1200;
- трубопроводов системы аварийного охлаждения зоны (САОЗ) и спринклерных систем;
- опорных конструкций парогенераторов и компенсаторов давления.
Муфты работают в условиях статических и циклических нагрузок, вибрационного воздействия от насосного оборудования и температурных деформаций трубопроводов. При монтаже подвесок на АЭС к муфтам предъявляются дополнительные требования по стойкости к радиационному облучению и сохранению механических свойств в течение всего срока службы — не менее 30 лет.
Материаловедческие параметры стали 35Х
| Параметр | Значение | Условия | Норматив | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Предел текучести | 650 МПа | 20 C | ГОСТ 4543 | после закалки и отпуска |
| Временное сопротивление | 850–1000 МПа | 20 C | ГОСТ 4543 | термообработка 860 C + 550 C |
| Твёрдость | 217–255 HB | после отпуска | ГОСТ 9012 | равномерность по сечению |
| Ударная вязкость KCU | 39 Дж/см | –40 C | ГОСТ 9454 | для климатического исполнения УХЛ |
| Рабочая температура | до 450 C | длительная эксплуатация | — | без охрупчивания |
Контроль качества и нормативная база
Соединительные муфты для подвесок трубопроводов ТЭС и АЭС из стали 35Х подлежат входному контролю по следующим направлениям:
- химический анализ плавки на содержание углерода, хрома, марганца, кремния, серы и фосфора;
- механические испытания на растяжение и ударный изгиб образцов от партии;
- неразрушающий контроль — ультразвуковая дефектоскопия поковок по ГОСТ 24507;
- контроль резьбы калибрами и измерение твёрдости по ГОСТ 9012;
- испытание на статическую нагрузку 1,5-кратной от номинальной.
При поставке на объекты атомной энергетики муфты сопровождаются сертификатами качества по форме, установленной Ростехнадзором, с указанием номера плавки, режимов термообработки и результатов всех видов контроля.
Вопросы и ответы
Какие нагрузки выдерживает соединительная муфта из стали 35Х?
В зависимости от типоразмера муфты рассчитаны на растягивающие усилия от 10 до 250 кН. Запас прочности при номинальной нагрузке — не менее 2,5. При испытаниях муфта выдерживает 1,5-кратную нагрузку без остаточной деформации.
Чем отличается сталь 35Х от стали 20 для соединительных муфт?
Сталь 35Х содержит 0,8–1,1 % хрома и 0,31–0,39 % углерода, что после термообработки обеспечивает предел текучести не менее 650 МПа против 250 МПа у стали 20. Это позволяет применять муфты из 35Х при повышенных нагрузках и температурах до 450 C.
Какой резьбой оснащаются муфты для подвесок трубопроводов?
Применяется метрическая резьба по ГОСТ 24705 с полем допуска 6H, а также трубная резьба по ГОСТ 6357. Для ответственных узлов АЭС резьба выполняется с дополнительным контролем калибрами и указанием в сертификате.
Проводится ли термообработка муфт после механической обработки?
Да. Муфты из стали 35Х подвергаются закалке при 860–880 C с охлаждением в масле и высокому отпуску при 540–580 C. Термообработка проводится до финишной механической обработки резьбы для исключения деформаций.
