Definitsioon ja funktsioon
Katlatoru on aurutootmis- ja soojusülekandeseadmetes kasutatav toru, mille sein eraldab kuuma gaasivoo teisel pool veest, aurust või protsessivedelikust. Soojus läbib seina, seega peab toru ühendama temperatuuri hoidmise hea soojusjuhtivusega ning tulepoolse oksüdatsiooni- ja korrosioonikindlusega.
Torud toodetakse kas õmblusteta, kõrgema rõhu ja temperatuuriga töötamiseks, või keevitatud madalama rõhu jaoks. Süsinikteras katab enamiku keskmise rõhuga rakendusi, samas kui kroomi ja molübdeeni sisaldavaid legeerteraseid kasutatakse temperatuuri tõustes ja libisemine muutub juhtivaks disainitingimuseks.
Veetoru ja tuletoru katlad
Vesitoru katlas ringleb vesi torude sees ja kuum põlemisgaas läheb üle väljastpoolt. See disain sobib kõrge rõhu ja suure võimsusega seadmetele, kuna väikese läbimõõduga torud taluvad tõhusalt survet.
Tulitoru katlas läbib kuum gaas torusid ja vesi ümbritseb neid kestas. Konstruktsioon on kompaktne ja sobib madalamale rõhule ja väiksemale auruväljundile.
Soojustagastus- ja protsessiseadmed, sealhulgas ökonomaiserid ja ülekuumendid, kasutavad soojusülekandeala suurendamiseks sarnaseid torusid, mõnikord pikendatud pinnaga.
Materjalid ja standardid
| Rakendus | Tüüpiline standard | Materjal |
| Madalrõhuga keevitatud katla toru | ASTM A178 | Süsinikteras, klassid A, C ja D |
| Kõrgsurve õmblusteta boiler ja ülekuumendi toru | ASTM A192 | Süsinikteras kõrgsurveteeninduseks |
| Kesk- ja kõrgsurve katla toru | ASTM A210 | Süsinik{0}}molübdeenteras, klassid A-1 ja C |
| Ülekuumendi ja soojusvaheti toru | ASTM A213 | Legeerterase klassid nagu T11, T22 ja T91 |
| Euroopa katla toru | EN 10216-2 | Kõrgendatud temperatuuriomadustega -legeerimata ja legeerterase klassid |
| Hiina katla toru | GB/T 5310, GB/T 3087 | Süsinikteras ja vähelegeeritud teras kõrg- ja madalrõhuteeninduseks |
| Jaapani katla toru | JIS G3461, JIS G3462 | Süsinikteras ja legeerteras soojusvahetitele |
Valik tehakse arvestusliku rõhu ja metalli temperatuuri järgi, kasutades kehtivas standardis toodud lubatud pingeväärtusi. Kui temperatuur ületab vahemikku, milles süsinikteras säilitab piisava roometugevuse, asendatakse kroom-molübdeeniga, nii et seina paksus jääb praktilistesse piiridesse.
Kuidas katlatorusid valmistatakse
Kesk- ja kõrgsurvetorud jagavad protsessi varases etapis. Teras sulatatakse ja pidevalt valatakse või valtsitakse ümaraks tooriks, torgatakse läbi ja kuumvaltseeritakse õõnsaks kestaks, seejärel vähendatakse lõpliku suuruseni kuumvaltsimise või külmtõmbamise teel. Külmtõmbamine annab suurema mõõtmete tolerantsi ja siledama sisepinna, mis on oluline voolu ja kontrolli jaoks.
Viimistlemise marsruut erineb siis vastavalt klassile ja spetsifikatsioonile:
Normaliseeriminetäpsustab terade struktuuri ja annab pärast kuumtöötlemist ühtlased mehaanilised omadused.
Kustutaminesoojendab toru austenitiseerimistemperatuurini ja jahutab seda kiiresti vees või õlis, et suurendada kõvadust ja tugevust.
Karastusjärgneb karastamine elastsuse ja sitkuse taastamiseks, mis ainuüksi karastamine jätaks surveteenistuse jaoks liiga madalaks.
Lõõmutamineeemaldab külmtõmbamise või vormimise, tavaliselt aeglase jahutamise, tekitatud sisepinged.
Ülevaatus ja kvaliteedikontroll
Katla torusid kontrollitakse nii mõõtmete kui ka sisemise kvaliteedi osas. Hüdrostaatiline testimine kontrollib rõhu terviklikkust, samal ajal kui pöörisvoolu- või ultrahelitestimine tuvastab piki- ja põikisuunalised defektid, mis ainuüksi rõhutesti puhul ei jääks. Keemiline analüüs, tõmbekatse toatemperatuuril ja lamestamise või põletamise katsed kinnitavad mehaanilisi nõudeid. Sulami klasside puhul täidavad vabastamispaketi kõvaduse piirid ja, kui see on ette nähtud, kõrgendatud temperatuuriga katseandmed.
KKK
K: Mis vahe on katla torul ja soojusvaheti torul?
Funktsioon on sama, soojusülekanne läbi seina, kuid need kaks tooteperekonda on kaetud erinevate standarditega ning neil on erinevad temperatuuri- ja rõhueeldused. Katla torusid reguleerivad katla ja surveanuma koodid.
K: Millal eelistatakse õmblusteta katla torusid keevitatud torudele?
Õmblusteta torusid kasutatakse kõrgema rõhu, kõrgema temperatuuri ja tsüklilise töö jaoks, kus keevisõmbluse puudumine eemaldab potentsiaalse initsiatsioonikoha. Keevitatud torusid kasutatakse laialdaselt madalama rõhuga teenindamiseks ja need võivad olla suurtes kogustes kulutõhusad.
K: Mida teeb normaliseerimine katla toruga?
Normaliseerimine soojendab terase üle kriitilise temperatuuri ja jahutab seda õhu käes, luues ühtlase peeneteralise struktuuri, millel on püsiv tugevus ja parem sitkus.
K: Miks karastamine toimub pärast karastamine?
Karastamine annab suure tugevuse, kuid madala elastsuse ja võib jätta toru vastuvõtlikuks pragunemisele. Karastamine leevendab seda seisundit ja taastab surveteenistuseks vajaliku sitkuse.
K: Kuidas valitakse katla toru seina paksus?
Arvestusrõhust ja lubatavast pingest metalli temperatuuril, lisades korrosiooni ja erosiooni ning standardi paksuse tolerantsi.
K: Millised testid kinnitavad, et katla toru sobib kasutamiseks?
Keemiline analüüs, toatemperatuuri tõmbekatse, lamestamise või põletamise katse, hüdrostaatilise rõhu katse ja pöörisvoolu- või ultraheliuuring – kõik on kantud veski sertifikaadile.
