2017-06-23 Евгений Фоменко

Причины перегрева котлов

Существует много различных причин, из-за которых может произойти подобное, попробуем рассмотреть их на примерах котлов с различными способами работы.

Газовые

Первая причина, почему перегревается газовый котел, и жидкость в нем бурлит — это отсутствие циркуляции в отопительном контуре. Причина этого кроется в засорении фильтров, или произошло завоздушивание отопительного контура. Необходимо просмотреть все фильтры, промыть их, а при необходимости, заменить новыми. Если проблема кроется в завоздушивании, необходимо удалить воздух. Очень часто такая ситуация возникает в старых газовых устройствах фирмы Навьен.

Следующей причиной может послужить банальное засорение накипью, то есть, частички налета отслоились и забили проток. При этом во время работы могут идти щелчки, или такие звуки, будто он стучит. Решение довольно простое — необходимо прочистить аппарат при помощи специальных химических средств, или используя кислоты.

Так же возможно, что было продолжительное неиспользование системы, а затем ее пуск без предварительной прогонки вентиляционной системы. При запуске возможны звуки шума, и устройство выдает ошибку о недостаточной циркуляции. Этому может служить залипание в насосе по причине простоя. Нужно разобрать насос и промыть, затем повторить запуск вновь.

Некачественная газовоздушная смесь может послужить причиной взрыва, существуют нижние и верхние пределы, при которых происходит взрыв.

Еще одна причина — это несоблюдение рекомендаций по месту установки оборудования. Если помещение имеет высокую влажность воздуха или низкую температуру, металл, из которого изготовлен котел, будет портиться. Возможно образование коррозии в случае, если использовали сернистое топливо.

Ведь существую такие участки, которые нет возможности прочистить полностью при помощи продувки, например зазоры труб и перегородок. Если котел постоянно находится в рабочем состоянии влага не сможет повредить ему, а когда он отключен зола, а также поверхность обмуровки впитывают влагу, которая потом приводит к коррозии, а это в свою очередь может привести к утечки газа и взрыву.

Часто у пользователей возникает вопрос, почему булькает вода, причин может быть несколько. Первая — вышел из строя насос или подклинивает, происходит закипание теплоносителя и слышны подобные звуки. Вторая — засорилась батарея.

Если у вас происходит перегрев устройства необходимо выполнить следующие действия для устранения:

Твердотопливные

Очень часто ненормальная работа твердотопливного котла отопления связана с неправильным выбором модели. То есть, выбирая дровяной котел, пользователь отдает предпочтение устройству, которое обладает большой по размерам топкой, которая рассчитана на отопление площади свыше 150 м2.

Однако если у вас отапливаемое помещение всего 70м2 это приведет к тому, что устройство перегревается. А так же к росту давления в котле, что может в конечном итоге привести к взрыву. Еще одной причиной может послужить неверная установка, ведь часто такое ответственное дело доверяют не квалифицированным специалистам, а людям с улицы.

Следующая ситуация, способная повысить давление, это, если внезапно отключается электричество, и, как следствие этого, останавливается циркуляционный насос. Теплоноситель прекращает циркулировать по отопительной системе, резко повышается давление, и начинает быстро закипать жидкость, все это может привести к возникновению аварии.

Циркуляционный насос в системе отопления

Что делать, если это случилось? Перекройте подачу топлива к камере сгорания, категорически запрещается тушить пламя водой, так как это может привести к термическому ожогу кожи и взрыву котла. Чтобы безопасно потушить пламя, можно воспользоваться песком, золой.

Паровые

Рассмотрим, каковы основные причины, почему может взорваться котел. Если в паровом котле резко снизить уровень жидкости. Эта причина является самой частой, из-за уменьшения жидкости происходит перегрев стенок выше максимально допустимого значения. Происходит изменения химической структуры металла, уменьшается его сопротивление, и при воздействии на стенки давления, они поддаются выдуванию, что в конечном итоге приводит к взрыву.

При снижении уровня воды ни в коем случае нельзя заполнять его холодной водой, это приведет в кому, что металл потеряет свою пластичность, повысится его хрупкость и образуются трещины. Если обнаружили снижения воды, необходимо постепенно отключить устройство, прекратить подачу топлива. После того, как он остынет, заполните его жидкостью до установленной нормы, затем запустите вновь.

Для недопущения снижения уровня жидкости до критического значения он должен быть оборудован устройством, контролирующим верхние и нижние границы уровня жидкости, и при обнаружении несоответствия значений прекратить подачу топлива.

Жидкость несоответствующего качества. Происходит вследствие изменения химического состава воды, а чаще всего, повышение ее жесткости, поскольку увеличивается отложение накипи. Если вода, которая течет у вас в трубопроводе, не соответствует заявленным в инструкции характеристикам, необходимо очистить ее.

Для этого используют содово-известковый раствор, натриевый, фосфатное осаждение, можно также очищать катионированием, этот метод предполагает фильтрацию воды через специальный материал катион.

Образование накипи на внутренних элементах, которая образуется в результате скопления солей, содержащихся в питающей жидкости. Избежать этого можно используя фильтры очистки, которые устанавливаются перед входом в устройство. Если она уже скопилась, необходимо прочистить котел, дабы избежать его перегрева. Слой накипи не должен превышать 0,5 мм для исправной работы устройства.

Скопление в топочной камере взрывоопасного газа, возникающее вследствии неправильной работы вентиляционной системы, либо поступления топлива.

Часто причиной взрывов устройств служат дефекты или неисправность главных узлов, уменьшение их запаса прочности, вследствии неправильной эксплуатации, поломки датчиков контроля, а также измерительных устройств.

Увеличение рабочего давления. Основной причиной подобной неисправности служит выход из строя элементов безопасности, а также несоблюдение установленного режима.

Группа безопасности котла отопления

Для того, чтобы своевременно выявить неисправность, необходимо периодически подвергать их техническому освидетельствованию (один раз за год), а также испытаниям, для большей безопасности проводите их не только по плану.

Электрические

Причины перегрева в электрокотлах:

Меры предупреждения и профилактика перегрева

К мерам предупреждения и недопущения аварийных ситуаций можно отнести следующее:

• Устанавливайте дополнительный контур для охлаждения котла, который работает на твердом топливе. В двухконтурном котле при повышении теплоносителя, жидкость сможет охладиться за счет системы водоснабжения.
• Установка буферной емкости , она предупредит закипания котла, возьмет на себя лишнюю температуру, а также может хранить тепло для отопительного контура.
• Нужно установить источник бесперебойного питания . Если произойдет отключение электроэнергии, автоматически включится бесперебойник, энергия будет поступать из аккумулятора, и система продолжит работать.
• Периодически прочищать вентиляционную систему .

Принцип работы системы отопления

Если описать очень кратко, тогда принцип отопительной системы в частном доме заключается в том, что некая жидкость, будь то вода или часто используемый антифриз, прогревается в котле до заданной пользователем температуры.

Схема системы отопления

Затем по отопительной магистрали (трубе) протекает к радиаторам, в которых отдает свое тепло, затем обратно циркулирует при помощи обратного контура к отопительному устройству. Там вновь прогревается, это по сути представляет из себя замкнутый контур.

Существует две разновидности системы:

• Однотрубная. Является наиболее экономичной и простой в исполнении. Имеет вид кольца, в который последовательно вмонтированы отопительные радиаторы. Теплоноситель циркулирует по кругу, при этом к первому радиатору поступает наиболее прогретая жидкость, которая делится с ним теплом и при этом теряет несколько градусов, в то время как к пятому или шестому радиатору доходит уже значительно остывший теплоноситель.

  Выход из подобной ситуации, чтобы не были холодными батареи, это увеличение количества секций с каждым последующим радиатором, дабы потери в тепле не были столь ощутимы. Или увеличивать температуру теплоносителя в котле, а это повлечет за собой значительные затраты.

  Однако, можно установить циркуляционный насос, который будет искусственно увеличивать скорость движения теплоносителя и, соответственно, снижать потерю тепла, а также это незначительно сократит интервал нагрева. Однако, и тут есть недостаток, а именно, затраты на электроэнергию.

• Двухтрубная, в разы превосходит по энергетическим показателям. Она предполагает разветвление теплоносителя на два выхода, как следствие потери тепла сокращаются вдвое. Обратный контур у них совместный.

  Однако для построения подобной системы понадобится вдвое больше труб, запорных арматур, датчиков. Наиболее часто используется в газифицированных помещениях.

Отопление загородного дома при помощи твердотопливного котла.
ГЛАВНОЕ - БЕЗОПАСНОСТЬ!

Для домов, где может быть установлен твердотопливный котел (ну, если, конечно, это не охраняемый дачный кооператив со своими спецтребованиями) каких-то внутренних норм и допусков на сегодняшний день не существует. Обычно все это выглядит так. Есть рекомендации завода-изготовителя котла, которые мы и берем на вооружение. Человек, создающий такую систему отопления - самый самостоятельный из всех. Но если вовремя не объяснить человеку, откуда должна вылететь пуля из ружья, и дать подержать последнее в руках, сами понимаете, чем может все закончится. Поэтому, при рассмотрении системы отопления с твердотопливными котлами мы будет подходить к такой системе в первую очередь с точки зрения БЕЗОПАСНОСТИ ее работы в целом.

Итак, перечисляю все известные опасные моменты, возникающие при работе систем с твердотопливными котлами:

Первый опаснейший момент - пожар. От чего возникает такая ситуация?

1. Из-за неправильной установки дымохода. Сюда входит сама конструкция дымохода, который собирается из материалов не приспособленных сдержать необходимую температуру внутри самой трубы. (А температурка там может достигнуть +300+500С!!!) Труба сильно перегревается, проходит, например, через потолок в незащищенном виде. От соприкосновения с пиломатериалами мы получим возгорание очень быстро.

2. Из-за неправильной работы дымохода. Дымоход устанавливается таким образом, что возникает обратная тяга. Причем настолько сильная, что при открывании загрузочной дверцы котла мы получаем такой факел внутрь дома, что потолок над котлом загорается мгновенно.

3. Из-за неправильной установки котла. Существуют рекомендации заводов, в которых говорится, что котел должен стоять на стальном листе или каменном постаменте. Расстояние от боковых стенок котла до ближайших деревянных конструкций должно быть не менее 90 см. Перед котлом со стороны загрузки - 1,5 метра. За котлом должен находиться теплоотражающий экран во весь размер котла. Стоит знать что, как бы котел не был теплоизолирован, его боковые стенки при нормальной работе достигают температуры +90+100С. Передняя же, загрузочная стенка, греется до +130С и это норма.

Второй не менее "приятный" момент - взрыв котла.

Во всех случаях виной тому сильный перегрев. А от чего он вдруг получается, посмотрим далее.

1. Система собрана неправильно. Система собрана с надеждой на , но, к сожалению, без предохранительного клапана или группы безопасности и с . Электрозависимость системы налицо. Налицо и другое. При неожиданном (а всегда бывает именно так) выключении электричества, насос останавливается. Останавливается и циркуляция в котле. Давление растет, теплоносителю некуда деваться. Где самая слабая часть системы? Трубы стальные, радиаторы стальные, краны латунные - все они держат до 10 атм. как минимум. А вот котел нет! Стальной 1,2 -2 атм. - не более. Чугунный - не более 3-4 атм. Дальше зависит от того, когда в котел последний раз подбрасывали дров. Если температура не увеличивается, то повезло. А вот если он полон дров, есть где-то 10 мин. чтобы отойти на безопасное расстояние. Многие пробовали заглушить пламя... Тот, кто возьмет ведро с водой и попробует плеснуть в топку - камикадзе. Тот, кто решит, что, закрыв снизу поддувало, он успеет заглушить тем самым котел за 10 мин.- ошибка. Вы ничего не сможете... Стальные котлы рвут не так сильно как чугунные, по крайней мере, двери не вылетают и углы дома не расходятся, как с чугунными.

2. Неправильный подбор котла. Подбор котла производится методом, "где топка побольше, тот и удобней топить". Когда на 40 м2 устанавливают котел в 16 кВт - вероятность перегрева 100 %. Особенно любит народ котлы с большими топками. Давай, - говорит, - мне, чтоб топка была не менее полметра! Дрова перепиливать я не собираюсь! Я говорю, - котлы, в которых топка полметра рассчитаны на 300 м2! У Вас же всего 40м2! Какие там дрова! Вы пять кусков вагонки забросите в топку и через 20 мин. поддувало надо закрывать! Сам разберусь! - говорит клиент. Говорит так и стартует на Луну в следующий понедельник...

3. Диаметр подключаемой на выход котла трубы неправильный или сильно заужен. С котлами любой мощности такая ситуация проявляет себя следующим образом. Котел кипит, а все батареи холодные. Хорошо, если в данной ситуации в системе стоит . При установленном закрытом расширительном баке ситуация с сильным заужением трубы может быстро привести к перегреву и даже взрыву котла. Т.е. при заужении труб прямо в начале подачи мы получаем очень слабый отбор тепла, и как следствие, перегрев со всеми вытекающими.

4. Неправильный подбор радиаторов по мощности или подключение котла как бы "не на весь дом". Бывает так, что котел мощностью в 16 кВт подключают к старой системе, которая состоит из трех батарей. Или планируют отопить 1-этаж, где установлено 5 радиаторов. Отопление 2-го этажа, где должны быть установлены еще минимум 6 батарей, откладывают до лучших времен или вообще опускают. А ситуация проста. У меня дом 120 м2: 60 кв2 - первый этаж и 60 м2 - второй. Я выбрал котел , только я первый этаж в этом году не буду делать, а может быть сделаю в следующем. А причем здесь котел на 16 кВт?! Отапливаем-то мы всего 60 м2. Котла до 10 кВт вполне достаточно. Но я-то хочу отопить весь дом, только не сразу! Ответ на это такой: Вот только котел кипеть будет сразу, а не на следующий год. С твердотопливниками такие трюки не проходят. Ну, куда 5 батарей по 1 кВту на такую мощь?! В таком случае - только котел решит вопрос.

Третий, то же очень частый момент - разрушение труб системы от поступаемой в них слишком высокой температуры от котла.

1. Причем здесь уже тип и мощность котла значения не имеют, здесь важно другое. Непосредственный отвод тепла возле котла. Трубы, подключаемые непосредственно к котлу, могут оказаться неспособными выдержать и 30 минутное превышение температуры выше +90 С. Люди, не знакомые с этой ситуацией, не задумываясь, делают так. Они, собираясь сделать разводку , и любыми другими трубами с содержанием компонента PEX, подключают их непосредственно к котлу. При любом возникшем перегреве эти трубы начинают расслаиваться, сильно деформируются и даже плавятся! Итог, - из системы через поврежденную трубу начинает лить теплоноситель. Если залита вода то будет сильный пар, если залит , то пар будет еще и токсичным. Еще противно то, что прекращается отбор тепла из котла, и котел резко идет в перегрев, опять со всеми вытекающими, вплоть до старта на Луну.

Вот такие вот дела! Зачем мы все это обсуждаем? Для того чтобы во время работы правильно соблюсти все необходимые требования, во избежание всех изложенных выше пунктов.

Какие это требования?

1. Подбор котла осуществляем строго по отбору требуемой для отопления (и если необходимо ГВС) мощности.

2. Котел устанавливаем в специально подготовленном месте. Если такового места нет, его необходимо организовать (постамент для котла, стальной лист под котел, теплоотражающие экраны)

3. Внутри помещения в качестве дымоходных труб используем с соответствующим утеплением. Проходы этих труб через перекрытия осуществляем с помощью необходимых для этого штатных элементов.

4. Из расчета мощности котла мы устанавливаем и соответствующие по мощности радиаторы (батареи) или осуществляем отбор тепла любым другим способом, но осуществляем!

5. Непосредственно из котла "обвязку", т.е. выход труб на отопление, мы осуществляем только стальной трубой. Стальная труба прекрасный буфер для отвода тепла от котла. Через 1,5-2-3 метра (видно по месту) можно уже подключать полипропилен и другие PEX трубы в соответствии с необходимым диаметром.

6. В качестве расширительного бака всей системы используем , установленный в самой верхней точке системы! ВНИМАНИЕ! Кто принципиально относится к установке закрытого расширительного бака, тому обязательно необходим также с давлением срабатывания менее максимально допустимого рабочего давления устанавливаемого котла. Также необходимо кое-что понимать в настройке расширительного бака в момент запуска системы, учитывая его заводскую закачку воздухом, которая может не совпасть с рабочим давлением в системе еще до ее нагрева! (системы с открытым и закрытым баком мы рассмотрим в ближайших статьях)

7. Всем, возлагающим циркуляцию системы на циркуляционный насос, советую запастись генератором. Остальным советую подключить хотя бы пару радиаторов "самотеком", чтобы в момент остановки насоса по причине отключения электричества сохранился хоть какой-то отбор тепла от котла. Если самотеком подключены все радиаторы системы и через "байпас" подключен циркуляционный насос - 100% безопасный вариант.

8. В создании систем отопления с твердотопливными котлами нет, и не будет шаблонов. Все строго индивидуально. В одном доме труба идет прямо вдоль стены. В другом она делает несколько изгибов, и это уже совсем другая система. В следующей статье речь пойдет о самом приятном - стоимости создания системы.

9. И последнее серъезнейшее требование после выполнения всех вышеизложенных - никогда не думайте, что именно у Вас-то все и будет работать так как Вы себе задумали. Если у Вас нет никакого опыта, то помните, что опыт он же ведь "сын ошибок трудных". Гениального здесь ничего не требуется, просто чисто работа по пунктам, которые исключают возможность "нарваться на неприятности"

Взрыв паровозного котла December 6th, 2015

На заре эпохи паровой энергетики взрывы котлов были весьма частым явлением. Это было обусловлено, прежде всего, недостаточным уровнем знаний в области термодинамики и сопротивления материалов, а также низким качеством материалов, применяемых для изготовления первых котлов и примитивной технологией их производства. К началу 19 века был накоплен достаточный уровень знаний в области проектирования и эксплуатации паровых котлов и взрывы стационарных котельных установок стали редкими.

Вот как это выглядело …

Фото 2.

Фото 3.

В XIX веке взрывы котлов были характерны, в основном, для паровозов, так как их котлы выполняются облегченной конструкции и при этом высокофорсированы, а, кроме того, испытывают еще и ударные нагрузки при движении по рельсам. В дополнение ко всему паровозный котёл жаротрубный, где давление пара действует на внешнюю поверхность труб теплообменника, что также снижает прочность. Именно по этой причине в конце XIX века были выработаны и приняты жесткие нормы на проектирование, содержание и ремонт паровозных котлов. Конструкции стационарных и судовых котлов имеют значительно больший запас прочности и взрываются гораздо реже паровозных. Официально самый первый взрыв котла на паровозе произошёл ещё в 1813 году, когда инженер Брунтон, демонстрируя свой «Механический путешественник», решил повысить его скорость путём дополнительного повышения давления пара в котле, однако котёл неожиданно взорвался, убив при этом 15 человек.

Фото 4.

Не было придумано кардинального способа борьбы с этим явлением, возникающим как правило исключительно благодаря «человеческому фактору».

Управлять паровозом нелегко. При помощи водомерных стекол машинист должен следить за уровнем воды в котле, не допуская сильного повышения или понижения уровня. В зависимости от режима, расход пара получается разный и приходится увеличивать или уменьшать подачу воды в котел.

Фото 5.

Фото 6.

Если машинист по каким-то причинам прозевал уровень, подавать воду он должен очень осторожно. Если открыть инжекторы до отказа, струи воды хлынут в перегретый котел с раскаленными, нагретыми докрасна стенками и трубами, образуется сразу слишком большое количество пара, и в некоторых случаях быстродействия предохранительного клапана может не хватить — давление образовавшегося пара просто разорвет котел. Иногда это происходило, но нарушивший инструкции машинист редко имел возможность рассказать кому-то о своей ошибке…

Фото 7.

Фото 8.

Фото 9.

Фото 10.

ВЗРЫВЫ ПАРОВЫХ КОТЛОВ , разрушение стенок котла, при котором получается мгновенное выравнивание давления внутри котла и атмосферного давления, причем нагретая в котле вода также мгновенно переходит в парообразное состояние, и ее огромная потенциальная энергия превращается в энергию кинетическую. Статистические данные о взрывах паровых котлов в разных странах показывают, что около 60% таких взрывов происходит от неудовлетворительности ухода и чистки. Так, за 1925 и 1926 гг., в Германии взрывы паровых котлов по причинам распределяются следующим образом: от недостатков конструкции, материала и установки - 24%, от упуска воды в котле - 39%, от разъедания и перегрева стенок - 23% и от различных других причин - 14%. Данные о взрывах паровых котлов во Франции за период с 1880 по 1900 год, опубликованные в «Annales des Mines», также подтверждают, что наибольшее число взрывов происходит вследствие плохого ухода за котлами. Так, например, за период 1895-1900 гг. взрывы паровых котлов распределялись по причинам следующим образом: от недостатков конструкции и установки - 14%, от неудовлетворительности ухода и чистки - 55%, от понижения уровня воды - 6%, от превышения давления - 5% и от различных других причин - 20%.

Сила взрыва и вызываемые им разрушения зависят от величины водяного пространства котла и температуры нагретой воды. Поэтому взрывы паровых котлов с большим водяным пространством (например, цилиндрических котлов) являются наиболее тяжелыми по своим последствиям.

В настоящее время, несмотря на применение более высоких давлений, взрывы паровых котлов происходят реже и менее опасны по своим последствиям, чем прежде, что можно объяснить: изданием почти во всех странах правил и норм, которые регулируют постройку новых котлов и надзор во время работы; улучшением конструкций котлов, качества котельного материала (фиг. 1) и методов его обработки; все растущим применением водотрубных котлов (т. е. котлов более производительных, но с малым, сравнительно, водяным пространством); усовершенствованными способами исследования причин самих взрывов и, наконец, поднятием уровня квалификации кочегаров.

Причины взрывов паровых котлов . Эти причины могут быть подведены под две категории: 1) причины, не зависящие от кочегара - недостатки конструкции и установки, неудовлетворительность ремонта котла (плохая склепка, сварка и т. п.) и малая прочность материала; 2) причины, зависящие от кочегара - плохое состояние котла и его арматуры, повышение давления выше дозволенного, понижение уровня воды, которое может повести к раскалению стенок котла.

1. Недостатки конструкции и материалов . Ряд взрывов, имевших место в последнее время, произошел из-за опасных напряжений в материале котла при его нагреве вследствие нерациональных соединений, ненужного утолщения материала, нагрева частей парового пространства, находящихся в соприкосновении с газами высокой температуры, плохой циркуляции воды и прочих дефектов в конструкции котла. Вследствие неравномерного нагревания стенок котла последние деформируются и прогибаются, особенно сильно деформируются кромки днищ. Такую же угрозу в отношении взрывов представляют днища, имеющие нерациональную выпуклость, а также и плоские днища, в которых кромка загнута под прямым углом. К недостаткам конструкции должны быть также отнесены: неточная пригонка листов, неумелая склепка листов и целый ряд других дефектов. Обычно большинство этих дефектов дает себя знать в виде отдулин и трещин (фиг. 2, 3 и 4).

В этом случае д. б. приступлено к основательному ремонту в целях устранения указанных причин. Днища неправильной конструкции должны быть заменены другими согласно новейшим нормам.

Одной из лучших мер для предупреждения взрывов паровых котлов является применение при их постройке или ремонте высококачественного материала и правильная обработка этого материала. При неправильной обработке в листах получаются вредные остающиеся напряжения, могущие, при случайном возникновении других дефектов (например, перегрева или разъедания материала), повлечь за собой взрыв котла. Превращение структуры котельного железа в крупнозернистую из-за перенапряжения и последующего нагрева до 600-700° представлено на фиг. 5.

2. Избыток давления , если он не является результатом упущения со стороны кочегара, может произойти из-за неправильной нагрузки предохранительного клапана или недостаточных размеров последнего.

3. Недостаток воды в котле может произойти гл. обр. вследствие плохого состояния или неправильного функционирования водоуказательных и питательных приборов. Особенно опасен недостаток воды в котлах с жаровыми трубами, так как перегрев жаровых труб ведет к их смятию и возможному разрушению (фиг. 6).

При обнаружении недостатка воды в котле необходимо немедленно выгрести огонь из топки и изолировать котел закрытием парового и питательного кранов. Только по обнаружении недостатков и устранении их можно приступить к наполнению котла водой.

4. Разъедания стенок котлов бывают внутренние и наружные. а) Внутренние разъедания являются результатом окисления под влиянием кислот или воздуха. В питательной воде нередко бывают растворены хлористые соли магния, кальция и натрия, которые, разлагаясь при сравнительно низкой температуре, образуют соляную кислоту, быстро разъедающую стенки котла. Весьма опасны также сернокислые соли железа, алюминия и магния; разрушительное влияние первых двух солей особенно заметно в случае образования накипи в определенных местах котла, т. к. в таких местах, вследствие скопления тепла, происходит разложение этих солей и образование свободной серной кислоты, разъедающей стенки котла (фиг. 7).

Вредное влияние такой питательной воды обнаруживается обыкновенно по течи у кромок листов и около заклепок. Воздух, растворенный в воде, может разъесть стенку котла до трещины в том случае, если напряжение металла выше предела упругости (фиг. 8).

В последнее время профессор Парр (США), основываясь на ряде изысканий, выдвинул так называемую щелочную гипотезу, специально касающуюся разрушения заклепочных соединений под влиянием щелочей. Согласно этой гипотезе, имеющиеся в питательной воде щелочи, в особенности едкий натр, проникают в заклепочные швы, под заклепочные головки и т. д. и концентрируются там; при этом, при наличии в материале напряжений, превышающих предел его текучести, щелочи делают металл ломким и тем вызывают в нем разрушения; образующиеся при этом трещины идут обыкновенно от одной заклепочной дыры к другой, но никогда не заходят дальше заклепочного шва.

Предпосылками для этой гипотезы являются, т. о., два условия: сильная концентрация щелочи в заклепочных швах и перенапряжение материала. Первая предпосылка, предполагающая, что все заклепочные соединения неплотны (иначе в них не могла бы проникнуть питательная вода), еще оспаривается германской школой, возглавляемой профессором Бауманом; вторая же предпосылка не встречает возражений, так как профессор Бауман также устанавливает, что напряжения в котельных швах иногда превышают предел текучести материала. Для предупреждения всех этих видов разъедания питательную воду, до поступления ее в котел, нейтрализуют путем соответственной очистки или своевременно удаляют отложения и накипи. Внутренние разъедания могут быть вызваны также применением конденсационной воды, содержащей смазочное масло. Жировые отложения на стенках котла, препятствуя прохождению тепла в водяное пространство, вызывают перегрев материала и образование кислот. Паровозный котел, взорвавшийся вследствие внутреннего разъедания, представлен на фиг. 9.

б) Наружные разъедания получаются под влиянием кислорода, действующего в присутствии влаги на наружную поверхность котла. Одной из более частых причин наружных разъеданий служит неудовлетворительная склепка или плохая чеканка. Образующаяся в результате этого течь обнаруживается при гидравлической пробе котла. Наиболее надежной мерой м. б. переклепка нескольких заклепок. Другая форма наружного разъедания наблюдается в локомобильных и вертикальных котлах с внутренней топкой, а именно - в нижней части их, - соприкасающейся с решеткой, где присутствие золы, жадно поглощающей влагу, вызывает окисление стенок (фиг. 10).

Меры противодействия: систематическая очистка нижней поверхности стенок котла и своевременное удаление золы. Далее, разъедание может происходить, если котел опирается непосредственно на кирпичную кладку, так как просачивающаяся через нее вода может вызвать проржавление стенок котла. Поэтому котлы опирают на чугунные балки или железные рельсы, или возводят кладку на цементе. Особенную опасность могут представить заклепочные швы, закрытые обмуровкой, как затрудняющие их осмотр. Причиной наружного разъедания служит также неправильная конструкция и плохая приладка арматуры, в особенности клапанов, что может привести к опасной течи. Наконец, причиной разъеданий могут служить сернистые газы (сернистый ангидрид, сульфаты и т. п.), выделяемые топливом и вызывающие быстрое разрушение заклепочных соединений (фиг. 11). Меры противодействия: переход на другое топливо и подчеканка или переклепка дефектных швов.

5. Накипь препятствует прохождению тепла в водяное пространство и ведет к полному разрушению отдельных частей котла, вызывая опасность в отношении взрывов (фиг. 12).

Одной из более рациональных мер для предупреждения образования накипи является очистка питательной воды до поступления ее в котел. Очистка эта может производиться механическим или химическим способами. Механический способ состоит в улавливании в особом сосуде примесей, причем те из них, которые тяжелее воды, непосредственно осаждаются; те же, которые легче воды, задерживаются в фильтре, наполненном слоем гравия или кокса (фильтр типа Рейзерта). Химическая очистка производится в специальных приборах (например, системы Дерво), где питательная вода, в зависимости от ее состава, обрабатывается различными реактивами: известью - для осаждения кальция, далее содой, а в последнее время и пермутитом (глиноземистым силикатом) - для превращения нерастворимых сернокислых солей извести в сернокислую соль натрия, обладающую большой растворимостью в воде. Потребность в очистке питательной воды зависит от системы котла, характера его работы и степени его форсировки. Для котлов с большим водяным пространством очистку питательной воды можно считать необходимой, если жесткость ее превышает 12 германских градусов (1 германский градус жесткости соответствует содержанию 1 г СаО в 100 л воды). Для тех типов котлов, при которых удаление накипи встречает затруднение, очистка воды настоятельно рекомендуется уже при 6-7 германских градусах. Другой весьма рациональный, но дорогой способ очистки воды состоит в ее выпаривании и осаждении получаемого пара в выпарных аппаратах. Способ этот находит в последнее время применение, кроме судовых котлов, еще и для стационарных паровых установок, в особенности при наличии паровых турбин. Т. к. в последнем случае конденсат может служить для питания котла, то необходимо очистить примерно только 5-15% всего количества питательной воды. Из других мер для предупреждения образования накипи можно указать на систематическую продувку котла и, наконец, на устройство циркуляции, которая обеспечивает отложение осадков в назначенных для этого местах.

6. Ослабление материала после продолжительной службы котла . После продолжительной работы материал котла перерождается. Хотя вопрос о старении (утомлении) котельного материала еще не решен окончательно, однако не подлежит сомнению, что он со временем теряет свои первоначальные свойства и, прежде всего, необходимую вязкость. Кроме того, со временем толщина листов, в результате ржавления, уменьшается, и возникают дефекты в заклепочных соединениях, например, ослабление их и т. п.

Меры борьбы со взрывами паровых котлов . Эти меры могут быть разбиты на две категории: 1) меры, предпринимаемые во время службы котла - своевременное устранение обнаруживаемых дефектов, являющихся часто предвестниками взрыва (меры эти были указаны при рассмотрении отдельных причин взрывов паровых котлов); 2) меры законодательного характера : а) нормы, регулирующие постройку паровых котлов в отношении: качества материала, исследования материала и методов его обработки; б) обязательные постановления и правила, регулирующие надзор за паровыми котлами.

а) Нормы, регулирующие постройку паровых котлов . Применение для котлов высоких давлений, доходящих до 50-100 atm, и высоких температур перегрева пара, достигающих 400°, вызвало необходимость пересмотреть уже существующие в некоторых странах нормы по постройке паровых котлов и издать взамен их новые. Т. о. существовавшие в Германии вюрцбургские и гамбургские нормы, изданные в последних годах прошлого и в первых годах нынешнего столетия, были заменены новыми нормами, вошедшими в законную силу 12 октября 1926 г. Согласно новым нормам, материалы, идущие на постройку паровых котлов, должны быть освидетельствованы экспертами, которые выдают соответственные удостоверения. Кроме прочности на разрыв и допускаемого удлинения для различных материалов, применяемых в котлостроении, новые нормы устанавливают, что особенно важно, минимальные пределы для радиусов бортов днищ, так как неправильная форма днищ часто служила причиной взрывов. Такие же нормы изданы в 1924 г. в США. Новые американские нормы различают огневые и бортовые листы. Кроме того, они предписывают для котельных листов, в зависимости от сортов, предельное содержание углерода , марганца , фосфора и серы, что не предусмотрено германскими нормами. Нормы эти устанавливают для бортовых, огневых листов и других материалов минимальные пределы для прочности на разрыв и для удлинения. В общем нормы эти в значительной своей части базируются на эмпирических формулах, в отличие от германских норм, основанных гл. обр. на расчетных данных и являющихся продуктом долголетних изысканий.

б) Обязательные постановления и правила, регулирующие надзор за паровыми котлами . Почти во всех странах изданы правила, регулирующие надзор за паровыми котлами. Надзор этот осуществляется в разных странах непосредственно правительственными органами, или же частными обществами, представляющими объединения котловладельцев, которые обязаны в своих действиях подчиняться существующим для этой цели правилам. Правила эти предусматривают техническое освидетельствование паровых котлов в установленные сроки. Так, очередные освидетельствования котла должны, согласно правилам НКТ СССР, производиться нормально в следующие сроки: наружный осмотр - один раз в год, внутренний осмотр - один раз в три года, гидравлическое испытание, соединенное с внутренним осмотром, - один раз в шесть лет. В отношении же котлов, возраст которых превышает 25 лет, правила НКТ предусматривают исследование материала при ближайшем ремонте котла.