Вилки для подвесок трубопроводов ТЭС и АЭС из стали 3
Вилки для подвесок трубопроводов ТЭС и АЭС из стали 3 — несущие элементы опорно-подвесной системы, воспринимающие вертикальные и горизонтальные нагрузки от массы трубопровода и передающие их на строительные конструкции. Изготовление из углеродистой стали обыкновенного качества (Ст3сп, Ст3пс, Ст3Гпс) регламентируется ГОСТ 380 и рабочими чертежами по серии 4.903-10, ОСТ 108.275.24-80 и ТУ энергомашиностроения. Вилки применяются в системах с расчётной температурой среды до 300 C и рабочим давлением до 4,0 МПа.
Конструктивные исполнения и параметры
Вилка представляет собой кованую или сварную деталь с проушиной под палец и резьбовым или приварным хвостовиком. Соединение с тягой подвески выполняется через палец диаметром 16–48 мм, шплинтуемый от осевого смещения. Резьбовой хвостовик М20–М64 обеспечивает регулировку монтажной длины подвески в пределах 100–400 мм.
| Типоразмер | Диаметр пальца, мм | Резьба | Допустимая нагрузка, кН | Масса, кг |
|---|---|---|---|---|
| В-1 | 16 | М20 | 12,5 | 0,9 |
| В-2 | 20 | М24 | 20,0 | 1,6 |
| В-3 | 30 | М36 | 45,0 | 4,2 |
| В-4 | 36 | М42 | 63,0 | 7,1 |
| В-5 | 48 | М64 | 100,0 | 14,5 |
Материал и механические свойства
Сталь 3 марок Ст3сп и Ст3пс по ГОСТ 380 обеспечивает предел текучести не менее 245 МПа при толщине проката до 20 мм и временное сопротивление 370–490 МПа. Относительное удлинение — не менее 26 %. Ударная вязкость KCU при +20 C — не менее 39 Дж/см. Для ответственных узлов АЭС применяют Ст3сп категории 5 по ГОСТ 535 с гарантированным химическим составом и испытанием на ударный изгиб при –20 C.
- Ст3сп — спокойная сталь, раскисленная кремнием, для несущих вилок с расчётной нагрузкой свыше 40 кН
- Ст3пс — полуспокойная, для вилок общего назначения в системах низкого давления
- Ст3Гпс — с повышенным содержанием марганца, для деталей с толщиной стенки свыше 30 мм
- Ст3сп5 по ГОСТ 535 — для элементов подвесок АЭС с категорией ответственности I и II
Применение в энергетике
Вилки устанавливаются в узлах крепления паропроводов высокого давления, питательных трубопроводов, трубопроводов горячего промперегрева, дренажных и продувочных линий. В реакторных отделениях АЭС с ВВЭР-1000 и ВВЭР-1200 вилки входят в состав подвесок главных циркуляционных трубопроводов и систем аварийного охлаждения. В турбинных отделениях ТЭС — в подвесках трубопроводов свежего пара перед стопорными клапанами и в системе регенерации высокого давления.
Эксплуатационные ограничения
Сталь 3 не предназначена для работы в зонах с температурой выше 300 C из-за интенсивного окалинообразования и снижения длительной прочности. При температуре ниже –40 C требуется ограничение ударных нагрузок. Вилки не применяются в контурах с агрессивными средами без защитного покрытия. Антикоррозионная защита — горячее цинкование по ГОСТ 9.307 или лакокрасочное покрытие по ГОСТ 9.032.
Контроль качества и приёмка
- Входной контроль стали по сертификатам ГОСТ 380 и ГОСТ 535
- Ультразвуковая дефектоскопия кованых заготовок по ГОСТ 24507
- Испытание на растяжение образцов от партии
- Проверка геометрии резьбы калибрами по ГОСТ 17758
- Контроль сварных швов радиографией по ГОСТ 7512 при сварном исполнении
Вопросы и ответы
Какая марка стали 3 применяется для вилок подвесок АЭС?
Для элементов подвесок АЭС применяют Ст3сп категории 5 по ГОСТ 535 с нормированной ударной вязкостью при отрицательных температурах и полным химическим анализом каждой плавки.
До какой температуры допустима эксплуатация вилок из стали 3?
Длительная эксплуатация допускается при температуре стенки до 300 C. Выше этого предела происходит интенсивное окалинообразование и падение длительной прочности, поэтому применяют легированные стали.
Какой запас прочности закладывается при расчёте вилки?
Коэффициент запаса по пределу текучести принимается не менее 1,5 для рабочих нагрузок и 1,3 для монтажных. Расчёт ведётся по сечению проушины и по резьбовому хвостовику.
Чем отличается вилка из Ст3сп от вилки из Ст3пс?
Ст3сп полностью раскислена кремнием, имеет более однородную структуру и применяется для ответственных узлов. Ст3пс содержит меньше кремния, допускается для менее нагруженных подвесок.
