В современном энергетическом котлоагрегате, работающем в блоке с турбиной мощностью 300 ... ...800 МВт, число стыковых соединений труб поверхностей теплообмена, свариваемых в заводских условиях, составляет 50 000 ... 100 000 шт. Выход из строя одного стыка может привести к вынужденному останову блока.
Рост мощности энергоблока и, связанное с этим, увеличение числа стыковых соединений повышает вероятность их повреждения, что может нанести большой экономический ущерб. В связи с этим вопрос надежности стыковых соединений труб поверхностей теплообмена, несмотря на определенные успехи в этом направлении, остается весьма актуальным.
Приведенные в статье [1] данные базируются на опыте ПО «Красный котельщик» и, в основном, относятся к стыковой сварке оплавлением — наиболее распространенному способу сварки встык труб поверхностей теплообмена в отечественном котлостроении. Аналогичная картина наблюдается и на других котлостроительных заводах.
В отечественной и зарубежной практике котлостроения применяются различные способы стыковой сварки труб поверхностей теплообмена. Наиболее распространена стыковая сварка оплавлением, значительно меньше — дуговая (аргонодуговая) и сварка с нагревом токами высокой частоты (ТВЧ). Разработаны и проходят промышленное опробование технология и оборудование сварки сопротивлением встык труб поверхностей теплообмена.
Увеличение надежности сварных соединений труб можно достигнуть путем повышения их качества и широкого применения неразрушающих методов контроля (или сочетанием обоих путей). С производственной точки зрения, наиболее эффективны: повышение качества соединений, выборочный неразрушающий контроль с проведением ограниченных испытаний по существующим методам разрушающего контроля.
Следует отметить, что любой из Применяемых в котлостроении способов сварки может, при соблюдении технологических требований, обеспечить получение вполне работоспособных соединений (применительно к трубным сталям, для которых эти способы отработаны). Однако возможность использования того или иного способа сварки в условиях массового производства определяется рядом технологических и организационных факторов (таблица).
Из приведенных данных следует, что стыковая сварка оплавлением — наиболее универсальный способ (как по форме и размерам трубных элементов, так и по маркам стали); он хорошо освоен на всех котельных заводах, сварку осуществляют на современном автоматизированном оборудовании. Трубы сваривают на стыковых машинах конструкции ЦНИИТмаша ЦСТ 25-42 (диаметр свариваемых труб 25 ... 42 мм) и ЦСТ 42-83 (диаметр свариваемых труб 42 ... 83 мм), охватывая практически весь диапазон труб поверхностей теплообмена. В последнее время на базе указанных машин разработана, освоена и серийно выпускается Псковским заводом электросварочного оборудования машина марки МСО 12-02, обеспечивающая сварку труб диаметром 25 ... 83 мм.
Сварка оплавлением имеет два существенных недостатка: необходимо удаление внутреннего грата и отсутствуют надежные методы неразрушающего контроля.