Соединительные муфты для подвесок трубопроводов ТЭС и АЭС 45Х в Минске

Соединительные муфты для подвесок трубопроводов ТЭС и АЭС из стали 45Х

Соединительные муфты для подвесок трубопроводов ТЭС и АЭС из стали 45Х — это элементы пружинных и жёстких подвесок, предназначенные для стыковки тяг, штанг и промежуточных элементов в системах дистанционных креплений тепломеханического оборудования. Применение легированной конструкционной стали 45Х обеспечивает повышенную несущую способность и сопротивление циклическим нагрузкам, что критично для трасс с температурной компенсацией перемещений.

Материал и механические характеристики

Сталь 45Х относится к группе конструкционных легированных сталей с содержанием хрома около 1 %. Для муфт подвесок трубопроводов ответственного назначения материал поставляется в термообработанном состоянии — после закалки с высоким отпуском. Это формирует структуру сорбита отпуска, обеспечивающую сочетание прочности и вязкости при работе в условиях знакопеременных нагрузок.

• Предел текучести — не менее 640 МПа после улучшения;
• Временное сопротивление разрыву — 830–980 МПа;
• Относительное удлинение — не менее 12 %;
• Ударная вязкость KCU — не менее 59 Дж/см;
• Твёрдость после термообработки — 241–285 HB.

В отличие от углеродистых сталей типа Ст3сп или 20, сталь 45Х сохраняет механические свойства при повышенных температурах до 300 C, что актуально для паропроводов и питательных трубопроводов энергоблоков. Хромистый состав также повышает сопротивление фреттинг-износу в резьбовых соединениях при вибрационных воздействиях.

Конструктивное исполнение и типоразмеры

Муфты для подвесок трубопроводов ТЭС и АЭС из стали 45Х выпускаются в двух основных исполнениях: резьбовые (для соединения тяг с метрической или специальной резьбой) и талрепные (с регулировочным винтом для натяжения). Резьбовая часть выполняется по 7-й степени точности, что обеспечивает равномерное распределение нагрузки по виткам.

Для атомных электростанций муфты проходят дополнительный входной контроль с ультразвуковой дефектоскопией поковок и магнитопорошковым контролем резьбовой части. Допустимые отклонения геометрических размеров соответствуют требованиям к крепежу ответственного назначения для оборудования групп А и Б.

Условия эксплуатации и защита от коррозии

Рабочий диапазон температур для муфт из стали 45Х в составе подвесок — от –60 C до +300 C. При температурах ниже –40 C рекомендуется проведение испытаний на ударный изгиб при температуре эксплуатации для подтверждения отсутствия хладноломкости. Для наружных установок и помещений с повышенной влажностью применяется горячее цинкование с толщиной покрытия 70–100 мкм либо кадмирование с последующей пассивацией.

Накидные гайки и контргайки, входящие в сборочную единицу муфты, изготавливаются из той же марки стали и проходят сквозную термообработку. Это исключает электрохимическую коррозию в контактной паре и обеспечивает стабильный коэффициент трения в резьбе при монтажной затяжке с контролем момента.

Применение в системах трубопроводов

Муфты из стали 45Х применяются в узлах крепления следующих элементов тепловых и атомных электростанций:

• Паропроводы острого и промежуточного пара с температурой до 545 C;
• Питательные трубопроводы высокого давления;
• Трубопроводы деаэраторной установки и подогревателей высокого давления;
• Главные циркуляционные трубопроводы АЭС с ВВЭР;
• Трубопроводы системы аварийного охлаждения зоны;
• Обвязка турбоагрегатов и вспомогательного оборудования.

При расчёте подвесок учитывается, что муфта является концентратором напряжений в тяговой цепи. Коэффициент концентрации для резьбовой части составляет 3,5–4,0, поэтому при проектировании запас прочности по пределу текучести принимается не менее 2,5 для нормальных режимов и 1,8 — для сейсмических воздействий на АЭС.

Контроль качества и нормативная база

Изготовление муфт для подвесок трубопроводов ТЭС и АЭС регламентируется отраслевыми нормами и правилами устройства и безопасной эксплуатации трубопроводов. Каждая партия сопровождается сертификатом качества с указанием результатов механических испытаний и данных о химическом составе. Для изделий, поставляемых на атомные станции, обязательна маркировка с указанием номера плавки и клейма ОТК.

Вопросы и ответы