Когда горячая заклепка остывает, появляется натяг — склепаные листы сжимаются, а стержень заклепки остаётся растянутым. С одной стороны это хорошо — обеспечивается герметичность стыка, а с другой — стержень заклепки уже прилично нагружен, хотя и в пределах упругой деформации. Но эта упругость противоречит пластичности стали, требуемой для безопасной эксплуатации котла. Пластичная заклепка и пластичные листы не обеспечат герметичности, конструкционную прочность могут обеспечить, но для обеспечения герметичного стыка листов внахлест заклепки должны быть упруго растянутыми, а листы не должны пластично деформироваться в месте стыка от монтажных и эксплуатационных нагрузок. На практике это не всегда удавалось — замазки для клепаных швов это отдельная тема.

В конструкции котла много мест, где давление пара нагружает заклепки дополнительным значительным растягивающим усилием. Даже если считать, что давление пара не превышает максимальных значений, то есть шанс на дефект соединения — какая-то заклепка работает на пределе. Если эта заклепка разрушится в процессе эксплуатации, то из-за недостаточной пластичности листов и заклепок, нагрузка на соседнии заклепки резко вырастет. Цепная реакция разрушения заклепок обычно продолжается, пока не спадет давление.

У сварных котлов ситуация иная — необходимости в упругой стали нет. Используют низкоуглеродистую сталь — она и сваривается лучше, и не закаливается при сварке. Кроме того, небольшой размер наших модулей позволяет провести правильный отжиг. Из котловых марок сталей нам доступна одна — 09Г2С, не знаю, насколько точно у нас получилось выдержать состав, но сталь получилась хорошая — пластичная, свариваемая, стойкая.

Остаётся только случаи дефекта сварки, случаи превышения давления, прогорания и внешнего воздействия мы пока не рассматриваем. С видимыми дефектами сварки — трещинами, прожогами и кратерами мы боремся. Остаются скрытые дефекты — непровары, пористости и включения шлака в шов. Если эти дефекты не проявили себя при испытаниях, то в условиях агрессивной среды котла в местах дефектов происходит интенсивное разрушение металла. В какой-то момент времени дефект становится сквозным — идет утечка пара. Но благодаря пластичности стали дальнейшего развития дефекта обычно не происходит.

Первоначальное разрушение металла в дефектах сварки и клепки часто происходит по причине межкристаллитной коррозии. Таким очагом может стать не только дефектный металл, но и деталь надлежащего качества, испытывающая растягивающие напряжения, близкие к пределу текучести — стержни заклепок. Если же в стали есть не связанная сера, то она образует сульфид железа, в первую очередь — между зернами, провоцируя коррозию. Так что легирование стали марганцем — обязательно.