Котельна сталь

Коте́льна ста́ль (англ. boiler steel) — конструкційна сталь для деталей котельного устаткування, що працює при підвищених температурах (до 650 °С), в контакті з водяним і паровим середовищами.

Вимоги до властивостей

Від котельної сталі вимагається:

• задовільна характеристика жаротривкості, що включає опір повзучості та характеристики тривалої міцності;
• величина пластичності в умовах тривалого навантаження;
• стійкість проти утворення окалини, водяної і парової корозії та ін.;
• стабільність властивостей за даної температури;
• релаксаційну стійкість за даної температури (для кріпильних деталей);
• стійкість при повторних навантаженнях; малу схильності до старіння, графітизації і сфероїдизації.

При виборі марок котельної сталі зазвичай враховують умови, за яких повинні працювати відповідні деталі: температуру, напруження, термін служби і допустиму деформацію за цей термін.

Види та використання

Залежно від умов експлуатації як котельна використовуються вуглецеві сталі (15К, 16К, 18К, 20К, 22К), низьколеговані сталі (09Г2С, 16ГС, 10Г2С1; 17ГС, 17Г1С, 14ХГС), леговані сталі перлітного й аустенітного класів (12ХМ, 10Х2М, 12Х1МФ). Введення молібдену в невеликій кількості в сталі перлітного класу збільшує температуру рекристалізації фериту і тим самим підвищує жароміцність. Трохи слабшу дію має хром. Присадка ванадію подрібнює зерно, а також підвищує жароміцність.

Склад та характеристики листової котельної сталі для

• елементів парових котлів регламентується стандартами ГОСТ 5520-79, ДСТУ 2651:2005, ДСТУ 7809:2015
• труб у котлобудуванні регламентується ГОСТ 8731-87,

Маловуглецева і низьколегована сталі поставляються в гарячекатаному стані, термообробка проводиться на вимогу замовника. Звичайний режим термічної обробки для сталей перлітного класу — загартування в оливі або нормалізація з подальшим відпуском (в обох випадках) при температурі 720…750°С.

Застосування конструкційної вуглецевої котельної сталі:

• Сталь 15К застосовується для виготовлення фланців, днищ, суцільнокованих і зварних барабанів парових котлів, корпусів апаратів та інших деталей котлобудування й посудин, що працюють під тиском за температури до +450 °С.
• Сталі 16К, 18К застосовуються для виготовлення деталей та елементів котлів, посудин, що працюють під тиском за кімнатної, підвищеної й пониженої температур.
• Сталь 20К Застосовується для виготовлення фланців, днищ, суцільнокованих і зварних барабанів парових котлів; півмуфт, корпусів апаратів та інших деталей котлобудування й посудин, що працюють під тиском і за температур до +450 °С; як основний шар при виготовленні гарячекатаних двошарових корозієстійких листів.

Примітки

1. ГОСТ 5520-79 Прокат листовой из углеродистой, низколегированной и легированной стали для котлов и сосудов, работающих под давлением. Технические условия.
2. ДСТУ 2651:2005/ГОСТ 380—2005 Сталь вуглецева звичайної якості. Марки.
3. ДСТУ 7809:2015 Прокат сортовий, калібрований зі спеціальним обробленням поверхні з вуглецевої якісної конструкційної сталі. Загальні технічні умови.
4. ГОСТ 8731-87, Трубы стальные бесшовные горячедеформированные. Технические требования.

Джерела

• Антикайн П. А. Металлы и расчет на прочность котлов и трубопроводов / П. А. Антикайн. — 4-е изд. — М. : Энергосервис, 2001. — 440 с. — ISBN 5-900835-43
• Справочник по машиностроительным материалам: в 4-х т. / ред. Г. И. Погодин-Алексеев. Т. 1 : Сталь / М. Л. Бернштейн [и др.] ; ред. Ю. А. Геллер. — М.: Машгиз, 1959. — 908 с.