Смотровые стёкла для паровых котлов

Паровой котел является сложным инженерным устройством, где объединены механика, термодинамика и химия. Такое сооружение нуждается в специальных приспособлениях, обеспечивающих возможность постоянного наблюдения за оборудованием в процессе его эксплуатации.

Назначение водоуказателей

Данные приборы используются с целью контроля уровня воды во всевозможных установках, таких как паровые котлы, подогреватели, теплообменники и пр.

Если воды будет не достаточно, то оборудование начнет работать неравномерно и понадобится пополнение ресурсов теплоносителя. При избыточном значении значительно возрастет нагрузка на всю систему, в особенности на теплообменник, что приведет к интенсивному износу комплектующих.

Водоуказательная колонка котла относится к разряду измерительной и контролирующей аппаратуры. Ее основная задача заключается в автоматическом определении уровня воды и поддержании его в допустимом диапазоне при работе отопительного устройства.

Тип колонки зависит от модели отопительного оборудования, а в ее конструкции применяются особые стекла.

Принцип действия устройства основан на эффекте сообщающихся сосудов, когда в разных резервуарах уровень воды будет одинаковым при условии ее свободного перетекания между ними. Вследствие этого, можно постоянно наблюдать за количеством воды, если установить в качестве одного из сосудов емкостный смотровой прибор. Конструктивно – это рамка со вставленным в нее стеклом.

Водомерное стекло служит неотъемлемой частью парового котла, в составе которого должно быть как минимум 2 таких элемента. Если производительность установки менее 0,7 т/ч, то допускается 1 водоуказатель, стекло которого должно выдерживать повышенные нагрузки.

Смотровые поверхности стекол должны быть параллельны внутренним и полированными.

Разновидности смотровых стекол

Стекла указателей уровня воды подразделяются на 2 типа: рифленые (Клингера) и гладкие (Дюренса).

Смотровое стекло Клингера

Стекло Клингера - рифленое и получило свое название по фамилии изобретателя. На его поверхности с внутренней стороны имеются четыре продольные призматические насечки, благодаря им, падающий свет, делает видимой границу между паром и водой. Жидкость сквозь стекло выглядит темной, а пар – светлым.

Стекла Клингера могут быть разной длины, в зависимости от вида измерительного оборудования. При этом толщина и ширина детали остаются неизменными. Форма изделия напоминает удлиненный параллелепипед с закруглениями на торцах, чем обеспечивается полнота отражения света.

Номер изд.	Длина, см	Толщина, мм	Ширина, мм	Масса, грамм
0	9.5	17	34	110
1	11.5	17	34	132
2	14	17	34	162
3	16	17	34	195
4	19	17	34	228
5	22	17	34	264
5	22	22	34	309
6	25	17	34	301
6	25	22	34	378
7	28	17	34	338
8	32	17	34	387
9	34	17	34	410

Износостойкость рифленого стекла зависит от технологии производства. Высокая гладкость смотровой поверхности, твердость и стойкость к высоким давлениям достигаются благодаря методу прессования.

Водоуказатели производятся из закаленного до 865 ± 55 нм/см боросиликатного стекла для применения в составе паровых котлов, работающих при давлении вплоть до 3,5 МПа и перепаде температур не более 220℃.

Стекла Клингера преимущественно бесцветные с допустимыми оттенками зеленого, голубого и желтого цвета. Коэффициент направленного светопропускания для них не нормируется.

Кривизна смотровой и внутренней поверхности должна быть менее 0,3 мм (для стекол длиной более 190 мм) и менее 0,2 мм (для стекол длиной до 190 мм). Для боковой поверхности – в пределах 2 мм.

Стекла Клингера довольно редко ломаются, но при этом не разлетаются на куски, оставаясь в своей металлической рамке.

Стоимость рифленого стекла зависит от типа и размера водомерной колонки, комплектности, и качества используемого сырья.

Стекло Дюренса

Стекло (транспарантное) выполняется из особенного боросиликатного стекла типа "extra hart" с гладко отполированными поверхностями с двух сторон, что обеспечивает полную прозрачность.

Качество такого стекла зависит от механической прочности и химического состава материала. Испытания происходят в кислотной и щелочной среде. Благодаря тепловому преднапряжению достигается требуемая механическая прочность.

Механическая обработка выполняется до закалки, в противном случае это может привести к разрушению изделия. Если такое случается, то осколки имеют тупые ребра и не представляют большой опасности.

Гладкие стекла предназначаются для эксплуатации:

в паровых котлах, не обладающих слюдяной прокладкой, с давлением в пределах 3,5 МПа и температурой не выше 243 град. Цельсия;
в паровых котлах, снабженных слюдяной прокладкой, которая предохраняет смотровое стекло от прямого действия пара и воды, с давлением в диапазоне 3,5 ... 12 МПа
в емкостях без слюдяной прокладки, где содержаться нефтепродукты при давлении в пределам 16 МПа и температуре не выше 100 град. Цельсия.

Транспарантные стекла также бесцветные с допустимыми оттенками, которые не снижают коэффициент направленного светопропускания. Коэффициент пропускной способности стекол Дюренса должен быть от 0,85 и более на 1 см его толщины.

Показатели степени закалки, термической стойкости и допуски по кривизне аналогичны рассмотреным выше стеклам Клингера.

Номер изд.	Длина, см	Толщина, мм	Ширина, мм	Масса, грамм
1	11.5	17	34	137
2	14	17	34	172
3	16	17	34	208
4	19	17	34	238
5	22	17	28	250
5	22	17	34	287
6	25	17	34	314
7	28	17	34	356
8	32	17	34	407
9	34	17	34	423

Гладкое стекло, предназначенное для работы с паром при давлении, превышающем 3,5 МПа, а также в кислотно-щелочных средах, несколько модифицируется. В этих случаях оно защищается слюдяными пластинами.

Использование такого стекла рекомендуется для работы с вязкими, сильно загрязненными, едкими, а также любыми другими средами с температурными показателями в пределах 400℃ и давлении до 34 МПа, за исключением пара.

Помимо паровых котлов, все рассмотренные типы смотровых стекол могут применяться в составе самого разнообразного оборудования для наблюдения и контроля процессов, происходящих в таких отраслях промышленности, как пищевая, химическая, нефтехимическая, лакокрасочная, целлюлозно-бумажная и прочих.