Сто килограммов для прогресса

Когда горячая заклепка остывает, появляется натяг — склепаные листы сжимаются, а стержень заклепки остаётся растянутым. С одной стороны это хорошо — обеспечивается герметичность стыка, а с другой — стержень заклепки уже прилично нагружен, хотя и в пределах упругой деформации. Но эта упругость противоречит пластичности стали, требуемой для безопасной эксплуатации котла. Пластичная заклепка и пластичные листы не обеспечат герметичности, конструкционную прочность могут обеспечить, но для обеспечения герметичного стыка листов внахлест заклепки должны быть упруго растянутыми, а листы не должны пластично деформироваться в месте стыка от монтажных и эксплуатационных нагрузок. На практике это не всегда удавалось — замазки для клепаных швов это отдельная тема.

В конструкции котла много мест, где давление пара нагружает заклепки дополнительным значительным растягивающим усилием. Даже если считать, что давление пара не превышает максимальных значений, то есть шанс на дефект соединения — какая-то заклепка работает на пределе. Если эта заклепка разрушится в процессе эксплуатации, то из-за недостаточной пластичности листов и заклепок, нагрузка на соседнии заклепки резко вырастет. Цепная реакция разрушения заклепок обычно продолжается, пока не спадет давление.

У сварных котлов ситуация иная — необходимости в упругой стали нет. Используют низкоуглеродистую сталь — она и сваривается лучше, и не закаливается при сварке. Кроме того, небольшой размер наших модулей позволяет провести правильный отжиг. Из котловых марок сталей нам доступна одна — 09Г2С, не знаю, насколько точно у нас получилось выдержать состав, но сталь получилась хорошая — пластичная, свариваемая, стойкая.

Остаётся только случаи дефекта сварки, случаи превышения давления, прогорания и внешнего воздействия мы пока не рассматриваем. С видимыми дефектами сварки — трещинами, прожогами и кратерами мы боремся. Остаются скрытые дефекты — непровары, пористости и включения шлака в шов. Если эти дефекты не проявили себя при испытаниях, то в условиях агрессивной среды котла в местах дефектов происходит интенсивное разрушение металла. В какой-то момент времени дефект становится сквозным — идет утечка пара. Но благодаря пластичности стали дальнейшего развития дефекта обычно не происходит.

Первоначальное разрушение металла в дефектах сварки и клепки часто происходит по причине межкристаллитной коррозии. Таким очагом может стать не только дефектный металл, но и деталь надлежащего качества, испытывающая растягивающие напряжения, близкие к пределу текучести — стержни заклепок. Если же в стали есть не связанная сера, то она образует сульфид железа, в первую очередь — между зернами, провоцируя коррозию. Так что легирование стали марганцем — обязательно.

Еще одним фактором, значительно ускоряющим межкристаллитную коррозию, является наличие в котловой воде ионов натрия и калия. Щелочь добавляют для борьбы с накипью — так что или накипь, или коррозия.

Но в случае превышения давления сварной котел взрывается не хуже клепаного, на испытаниях мы в этом убедились. Поэтому мы ставим на свои котлы по два предохранительных клапана, за всеми клапанами следит специально назначенный человек — настройка, учет, периодическая проверка. "Котлонадзор".

Еще была проблема с манометрами — долго пытались повторить конструкцию спирального манометра, который я привез с собой. Совместными усилиями Аргироса и ювелира сделали две штуки — сложно делать изогнутую трубку. Трубку из меди мы делаем экструзией, но она слишком пластичная и после определенного давления на ноль не возвращается. Высокооловянистая бронза для этого подходит лучше, но ее не согнёшь, надо отливать сразу изогнутой — "художественное литье". Еще там много мелких детали — намучились оба. Попробовали сделать диафрагменный — когда точно угадали с толщиной бронзовой диафрагмы — заработало. Вот только точность намного хуже, да еще шкала сильно нелинейная получается. Но и так значения на шкалу надо наносить индивидуально для каждого экземпляра. Вот все у нас так — штучная работа. Но для машинистов паровых машин — пойдет. Для них важен участок шкалы от среднего давления до максимального. Один спиральный точный манометр использует котлонадзор.

Кроме того в бою для котлов есть еще одна опасность — попадание холодной забортной воды на раскаленный котел может привести к его взрыву. Поэтому рисуется защитный механизм — вентиль, от него труба для пара за борт. К ручке вентиля — на штанге поплавок у пола. Если приподнять поплавок, вентиль открывается, и пар уходит из котла.