Izrada kotlovske posude - 1.dio

U izradu nove kotlovske posude krenuo sam s ciljem da trajno riješim problem grijanja, odnosno da napravim posudu koja će trajati decenijama.
Osim toga, niko me ne može ucjenjivati garancijom na kotao ako ga ne ugradim ovako ili onako, ili ako u sistem ne ugradim koje kakve budalaštine poput miš ventila.
Moja stara kotlovska posuda na etažnom kotlu „Centrometal EKO CET 23“ procurila je krajem sezone grijanja 2015/2016. godine. Iako nisam profesionalni varioc, ipak imam određena iskustva u tom zanatu već preko tri decenije, pa sam se tada odlučio da saniram staru posudu i kasnije krenem u izradu nove. Pošto sam uglavnom zadovoljan koncepcijom izrade i funkcionalnošću stare posude, odlučio sam da napravim kopiju te posude s određenim izmjenama i poboljšanjima.
Ovo je prilično opširna tema, tako da ću je podijeliti u dva dijela. Drugi dio će biti potpuno završen tek nakon montaže nove kotlovske posude i nekog vremena eksploatacije grijanja, kako bih mogao prenijeti svoja nova iskustva.
Napredniji „samovci“ možda mogu u ovoj temi pronaći neke korisne detalje kako bi i sami krenuli u izradu nekakvog kotla za centralno grijanje, dok za ostale ovo može biti informativan sadržaj kojim bi bolje shvatili princip rada ove vrste grijanja.

Nešto o staroj kotlovskoj posudi

Stara posuda je napravljena od čeličnog lima debljine 4 mm, što je zapravo nekakav minimum debljine lima za takve namjene. Navodno se radi o kotlovskom limu, u što nisam baš sasvim siguran, obzirom na način kako je došlo do njegovog oštećenja. Naravno nemam tehničkih mogućnosti kako bih mogao precizno analizirati sastav starog lima, ali namjeravam nakon slijedećeg curenja posude komparativnom metodom ustanoviti, da li se stvarno radi o kotlovskom limu.
Naime saniranje stare posude sam izveo tablama običnog konstrukcionog lima oznake S235JR (po starom Č 0361) i debljine 6 mm. Nakon narednog curenja stara posuda će ići u rashod, a prije toga ću uzeti uzorke sa „zakrpi“ i izmjeriti debljinu lima na najtanjem mjestu. Naravno pri tome ću imati i vremenski rok eksploatacije kotla od vremena saniranja. Ovo je već treća sezona grijanja, a do sada nema nekakvih naznaka da bi moglo doći do curenja.
Preračunato, lim se u kritičnoj zoni ložišta istanjio prosječno za nekih 0,28 mm po sezoni grijanja. Ako se novi lim istanji isto ili manje, onda bi se već moglo reći da ložište stare posude nije napravljeno od kotlovskog lima. Rezultate tih mjerenja mogu objaviti tek u završetku drugog dijela ove teme.




Na žalost nisam napravio nikakve slike prilikom popravke stare kotlovske posude, jer mi je sve to prisjelo, posebno zato što se nisam baš dobro pripremio za taj posao. Uz to sam i žurio, iako je bio kraj sezone grijanja. To je bilo iz razloga da uhvatim još koji hladan dan i naložim kotao, kako bih istjerao sav zrak iz instalacije i maksimalno smanjio koroziju unutar sistema grijanja.
Nakon jedanaest sezona grijanja lim se u ložištu sa 4 mm istanjio i na manje od 1 mm i to samo u zoni žara (obilježeno crvenom linijom na slici). Iznad i ispod te zone na nekih desetak centimetara lim je imao debljinu od 3 - 3,5 mm, što je bilo dovoljno da se tu navare novi komadi lima. Oštećeni dijelovi lima su potpuno odstranjeni, a da bi imao što lakši pristup pri zavarivanju, morao sam izrezati i vanjski lim sa zadnje, bočne i prednje strane.
Kod nove posude u tom dijelu sam postavio šamot, što će biti prikazano u nastavku ove teme.










Kod planiranja izrade nove posude izbacio sam dva opciona dimovodna otvora (zadnji i bočni), kao i otvor gornjih vrata ložišta. Gornja vrata tokom nalaganja nikada ne otvaramo jer ubacujemo drva kroz otvor na gornjoj ploči, a ni podignutu rešetku ložišta nikada nismo koristili. Opcione dimovodne otvore također nikada nećemo koristiti.
Time se malo povećala zapremina nove posude koja sada iznosi nekih tridesetak litara, površina izmjenjivanja topline je nešto veća, a i izrada posude je bila malo jednostavnija.
Dimenzije nove posude su skoro u potpunosti identične kao kod stare, tako da ću sa stare posude na novu prebaciti skoro sve elemente koji se mogu demontirati.


Pripreme za izradu nove kotlovske posude













Krpljenje stare posude nije bila samo prilika da precizno skinem dimenzije, već je to za mene značilo i dragocijeno iskustvo za pripremu izrade nove posude.
Pošto nemam pomoćnika u mojoj radioni, teško mi je palo okretanje i prevrtanje stare kotlovske posude koja je teška stotinjak kilograma. Nova posuda je još teža zbog debljeg lima, pa da bih sebi olakšao život, ugradio sam na plafon lančani čekrk za podizanje tereta. Uz pomoć još dvije čelične sajle debljine 6 mm, okretanje nove posude bila je dječija igra.
Prilikom sanacije kotla, za zavarivanje sam koristio manji žuti inverterski aparat koji može dati max. struju do 130 A, ali mu je intermitenca dosta loša, tako da se nekakvo intenzivnije zavarivanje može vršiti samo u opsegu 80-90 A s elektrodom od 2,5 mm i to uz znatno zagrijavanje aparata. Taj aparat je odličan za neke manje zahtjevne poslove zavarivanja oko kuće, ali za izradu kotlovske posude je ipak preslab.
Zato sam kupio još jedan veći amaterski inverter koji može dati max. struju do 150 A, ali ima mnogo bolju intermitencu. S tim aparatom može se intenzivno zavarivati praktično u cijelom strujnom opsegu, međutim ja sam ga koristio samo na najvišoj struji od 115-120 A s elektrodom od 3,2 mm. Na varovima dužine i do 60 cm grijala su se i kliješta i kablovi, ali je aparat ostao hladan.
Za zavarivanje sam koristio kvalitetnije rutilne elektrode od 2,5 i 3,2 mm. Naravno prethodno sam u njihovom prospektu provjerio, da li su te elektrode odgovarajuće za vrste čelika koje trebam zavarivati (P265GH, P235GH i S235JR). Za cijeli posao potrošio sam možda nekih dvadesetak kilograma elektroda.




Precizno rezanje i brušenje metalnih elemenata završavao sam s dvije male kutne brusilice. Za rezanje sam koristio ploče debljine 1 mm, a za brušenje tanke fleksibilne brusne ploče debljine 3 mm. Od kada se u ponudi mogu naći male rezne ploče od 1 mm, praktično više ne koristim veliku kutnu brusilicu.
Za rezanje šamota koristio sam malu dijamantsku ploču, kojom inače režem keramiku. Rupe i otvore na limovima sam pravio uz pomoć dvije male bušilice, kobaltnim borerom od 4 mm i malim brusnim kamenjem, predviđenim za rad sa bušilicom.
Osim navedenih mašina pri izradi posude koristio sam stolarske stege i presu, što će se vidjeti u narednim prilozima.
Iz skica i zabilješki s dimenzijama posude trebalo je napraviti precizne nacrte svakog pojedinačnog komada lima za specifikaciju materijala, tako da je tu bilo dosta posla i oko papirologije.
Nakon nekoliko dana uzaludnog traženja kotlovskog lima i neke firme koja bi mi to izrezala i savila po nacrtima, shvatio sam da je to ovdje u Crnoj Gori nemoguća misija, pa sam odlučio da taj posao odradim negdje vani.
Surfajući po internetu našao sam između ostalih i firmu „ATENIC COMMERCE“ iz Čačka i telefonom sa njima dogovorio termin za realizaciju cijelog posla, kako bi sve to s prevozom završio u jednom danu. Nemam običaj da nekoga reklamiram na mojem blogu, ali ovaj put ću ipak napraviti izuzetak, jer sam stvarno bio ugodno iznenađen profesionalnošću i ljubaznošću osoblja zaposlenog u toj firmi.
Magacini te firme imaju jedan izuzetno velik asortiman raznih vrsta čelika kao i drugih vrsta metala, u raznim profilima i veličinama. Osim toga u halama imaju par desetina teških hidrauličnih mašina za rezanje, presovanje i razno drugo oblikovanje metala.
Posao oko krojenja lima i savijanja falceva je vrlo precizno i uredno odrađen, a kada sam preračunao cijenu materijala, ispalo mi je sve s troškovima prevoza jeftinije, nego da sam u Podgorici kupovao obične konstrukcione limove i to bez savijanja.
Ovaj materijal je nabavljen prije više od godinu dana, računajući vrijeme do kada sam objavio ovaj tekst, pa se nadam da ta firma još uvijek egzistira i posluje onako kako sam je ja zapamtio.







Inače za unutrašnji dio posude kotla predvidio sam kotlovski lim P265GH (Č1204) debljine 6 mm (znači za 50% deblji od fabričkog), za vanjski dio posude konstrukcioni lim S235JR (Č0361) debljine 4 mm i za rešetku ložišta bešavne cijevi od kotlovskog čelika P235GH (Č1202) od 1 col.
Pošto nisam odmah krenuo s izradom posude, premazao sam limove i cijevi starim motornim uljem kako bi ih kratkotrajno zaštitio od površinske korozije.
Od ostalog materijala morao sam nabaviti šamotne ploče i vatrostalne trake za dihtovanje, dok sam neke manje detalje pravio od metalnih ostataka iz moje radione.


Izrada kotlovske posude

Još prilikom izrade nacrta pojedinih elemenata posude, shvatio sam da je vrlo bitno poštovati redosljed izvođenja određenih faza pri izradi. Jedino tako je bilo moguće kvalitetno zavariti svaki detalj na posudi.
Prvo sam od kotlovskog lima napravio šuplji pregradni zid u ložištu, ali na žalost slike tog dijela posla su greškom izbrisane. Međutim kroz ostale slike može se vidjeti kako to izgleda postavljeno na limovima ložišta.












Kao što će se vidjeti iz slika, prvo je bila na redu izrada unutrašnjeg dijela posude. On se sastoji od četiri table kotlovskog lima, na kojima je bilo potrebno precizno izrezati otvore za cijevi rešetke ložišta, otvor za regulator ulaza primarnog zraka, otvor za vrata ložišta, kao i otvore za već spomenuti pregradni zid.
Pravljenje velikih rupa i otvora u debelim limovima oduzimalo mi je dosta vremena. Morao sam po obodu obilježenih linija bušiti male rupice, zatim malim sjekačem i čekićem izbaciti višak materijala i na kraju bušilicom s malim brusnim kamenom fino obraditi rubove otvora.










Četiri unutrašnja lima s pregradom sam postavio u stolarsku presu i čvrsto zategnuo, pa još dodatno utvrdio stolarskim stegama. Prethodno sam precizno odmjerio sve razmake, kao i postavio limove da stoje pod vinklom. Slijedeće je bilo punktiranje na više mjesta aparatom za zavarivanje, kako bi cijela kutija zadržala formu prilikom okretanja.
Iz ove pozicije na prednjoj strani se mogu vidjeti otvor za vrata ložišta i djelomično otvor za zrak dole ispod stege. Limove na otvoru vrata kao i cijev za prolaz zraka je bilo mnogo lakše zavariti dok prednji lim još nije bio uklopljen u kutiju.











Za otvor za prolaz zraka u ložište bio mi je potreban komad cijevi od 3 cola dužine 5 cm. Imao sam mogućnost da kupim cijelu cijev dužine 6 metara ili da opet izgubim puno vremena pretražujući nekakav otpad. Ipak sam se odlučio da to napravim uz pomoć metalnih otpadaka i ostatka lima debljine 4 mm.








Tokom zavarivanja morao sam obratiti posebnu pažnju na deformacije limova u blizini vara. Varovi se prilikom hlađenja skupljaju i povlače lim sa sobom, a posebno kada su masivni kao u ovom slučaju. Zbog toga je bilo neophodno utvrditi dijagonale metalnim šipkama, a po potrebi umetati šipke između unutrašnjih stranica. Na nekim mjestima su i stolarske stege pomogle da se održi pravilan oblik posude.
Provjera da li je došlo do kakve veće deformacije može se izvesti vinklom i mjerenjem vanjskih dijagonala posude.Također se golim okom mogu provjeriti paralele gornjih i donjih rubova, kao i ispupčenja i udubljenja lima.
Naravno kotlovska posuda ne mora biti napravljena precizno baš u milimetar, jer kod vanjske limene oplate kotla ima dosta prostora za korekciju pri završnoj montaži kotla. Kod fabričke posude su neka odstupanja u dimenzijama čak i veća nego kod moje posude.













Kada je sve utvrđeno i provjereno, može se krenuti sa zavarivanjem sastava između limova. Kod svakog sastava prvo sam pravio ispunu elektrodom od 2,5 mm i strujom 85-90 A, a onda to još jednom ili dva puta zalio elektrodom od 3,2 mm i strujom 115-120 A. Sve sastave na unutrašnjem dijelu posude sam zavario i sa vanjske i sa unutrašnje strane (izuzetak su bile cijevi rešetke ložišta).









Sijedeća faza izrade je bilo pričvršćivanje elemenata držača šamotnih ploča u ložištu. Male pločice koje se vide na slici napravljene su od ostataka kotlovskog lima i u njima sam urezao navoj za šarafe M6. Gornji niz pločica je postavljen pod kutom od 45 stupnjeva, a na slici se vidi i jednostavan šablon koji sam koristio pri zavarivanju.










Ovdje se može vidjeti kako izgledaju sve zavarene pločice. Kasnije sam jednu donju pločicu odstranio jer mi je smetala kod montaže pregradnog lima u dimovodnom kanalu, a i nije baš bila neophodna. Na te pločice se montiraju limovi koji drže šamotne ploče, što će biti prikazano u nastavku ove teme.










Slijedeće je na red došlo dno posude. Dno je napravljeno od konstrukcionog lima debljine 4 mm i ono ujedno predstavlja prostor gdje se prikuplja pepeo. Čekrkom sam podigao ložište kotla, centrirao na tabli lima i obiježio mjesta gdje trebam odsjeći višak.









Slijedeće je bilo zavarivanje dna na ostatak konstrukcije, naravno redosljedom punktiranje, popuna elektrodom od 2,5 mm i zalivanje elektrodom 3,2 mm. Tu kutiju sam postavljao u položaj iz kojeg mi je bilo najlakše zavarivanje. Kao što se vidi na slici, taj lim je u nastavku i donji rub otvora vrata od ložišta kotla.








Ovaj lim je bio posljednji koji sam mogao zavariti sa obje strane. Tu su mi za zavarivanje bili najteži unutrašnji ćoškovi, posebno zato što sam se morao zavlačiti u kutiju s elektrodama i kablovima. Varovi u ćoškovima baš nisu ispali reprezentativno, ali na kraju je važno da je sve dobro zadihtovano. Kao završna faza ovog dijela posla bilo je zavarivanje cijevi rešetke ložišta. To nisam posebno slikao, ali već u narednim slikama može se vidjeti kako je i to ispalo.













Nakon izrade unutrašnjeg dijela, na red je došlo zatvaranje posude. Kao što sam već ranije naveo, to sam izveo s konstrukcionim limom debljine 4 mm. Prvo sam uzeo u obradu prednju stranu, gdje je trebalo izrezati otvor za vrata ložišta i otvor za prolaz zraka. Zatim jednu rupu za montažu cijevi za smještaj kapilarnih sondi za termometar i regulator protoka zraka i tri rupe za ankere, odnosno veze između vanjskog i unutrašnjeg lima.



Mislim da su otvori za vrata i prolaz zraka jasni, pa da krenemo od rupa za ankere. Svaki kotao za centralno grijanje mora imati na više mjesta napravljene čvrste veze između vanjskog i unutrašnjeg lima posude. To je zato da kod većih pritisaka u kotlu ne bi došlo do nadutosti limova i naprezanja zavarenih sastava. Najveći pritisak po pravilu bi trebao biti probni pritisak kojim se kotao ispituje u fabrici. Najveći radni pritisak je uvijek manji i ograničen je sigurnosnim ventilom ako se radi o zatvorenom sistemu, odnosno visinom ekspanzione posude kod otvorenog sistema.
Na slici se vide zavareni mali komadi U profila, koje sam napravio od ostataka deblje čelične kvadratne cijevi (bravarske kutije). Kada se vanjski lim postavi na svoje mjesto, rupe na tom limu moraju biti tačno centrirane na tim U profilima i tu se zavarivanjem sa vanjske strane ostvaruje čvrsta veza. Naravno visina tih ankera mora biti ista kao gornji i donji rub unutrašnjeg dijela posude.



Na ovoj slici se vidi još jedan detalj, gdje sam osim navedenih otvora i rupa napravio i priključak za kotlovski manometar. To je jedna čelična piksna s urezanim unutrašnjim navojem od ¼ cola, koja na dnu treba imati malu rupicu. Tu piksnu kao i šaraf sa špicom koji se vidi na slici, dao sam da se napravi na tokarskom stroju. Taj šaraf mi je poslužio da pravilno centriram piksnu naspram rupice prilikom zavarivanja na lim.
Na tokarskom stroju je također napravljena i veća piksna s unutrašnjim navojem od ½ cola, koja se na slici ne vidi, a zavario sam je u veću rupu. Taj otvor služi da se u njega zavrne „slijepa“ cijev u koju se smještaju kapilarne sonde termometra i regulatora protoka zraka. Inače ta cijev treba biti centrirana u sredini pregradnog zida ložišta kotla. Na gornjem dijelu slike vide se i već spomenuti dijelovi ankera.








Ostalo je još zavarivanje vanjskog prednjeg lima za unutrašnji dio posude. Prvo sam zavario gornji sastav i pri tome sam koristio presu da „uštinem“ falc vanjskog lima, kako se ne bi deformisao. Iako sam tokom cijelog posla maksimalno koristio sva pomoćna sredstva da ne dođe do deformacija, na kraju sam ipak morao neke detalje ravnati težim čekićem.
Slijedeće je bilo zavarivanje sastava na dnu posude i na kraju ankeri.







Na red je došlo zatvaranje zadnjeg dijela posude. Zadnji lim je nešto viši, zato što je on ujedno i dio podnožja posude. Na njemu je trebalo napraviti rupe za polazni i povratni vod, tri rupe za montažu elemenata za zaštitni termo ventil, i četiri rupe za ankere.
Inače sam u posudu postavio manji broj ankera nego što ih ima u fabričkoj verziji, jer su mi bili potrebni samo za ispitivanje posude pod pritiskom. Kotao će nakon montaže u eksploataciji i onako biti pod konstantnim pritiskom malo većim od 0,5 bara, za šta ankeri zapravo nisu ni potrebni.








Na unutrašnjoj strani zadnjeg lima može se vidjeti kanal u kojem je zavarena cijev za povratni vod kotla. Taj kanal služi za preusmjeravanje rashlađene vode iz radijatora u prednju stranu posude, kako bi se postigla što bolja cirkulacija vode kroz cijelu posudu. To sam napravio od komada čelične pravokutne cijevi 60x20x2 mm, koju sam uzdužno izrezao, zatvorio zadnju stranu i kasnije navario poklopac.
Na slici se desno mogu vidjeti i zavarene piksne koje imaju urezan navoj od ½ cola. Na dnu slike je i rupa za cijev polaznog voda, koju sam navario sa vanjske strane tek nakon završetka zavarivanja kompletne ploče. Pri zavarivanju cijevi polaznog i povratnog voda treba paziti da budu zavarene sa svih strana pod vinklom kako ne bi bilo problema pri završnoj montaži kotla u sistem grijanja. Ista stvar važi i za piksne s navojem od ½ cola s tim da se u njih prije početka zavarivanja treba zavrnuti jedan komad ravne cijevi zbog kontrole kuta.



Nastavak ove teme možete otvoriti ovdje - "Izrada kotlovske posude - 2.dio"(link)



3 komentara:

  1. fantastično i super objašnjeno svaka čast

    OdgovoriIzbriši
  2. Super. Jel projekt uspio?

    OdgovoriIzbriši
    Odgovori
    1. Naravno, ovo je sada četvrta sezona grijanja od kada koristim novu kotlovsku posudu. Do sada je sve bilo odlično, jedino što su se šamotne ploče na nekim mjestima malo više potrošile, tako da ću ih morati zamijeniti za koju godinu.
      Malo više o prvim utiscima možete pročitati u komentarima u nastavku ove teme "Izrada kotlovske posude - 2.dio"

      Izbriši