Сергей Григорьев - Паровоз

Что же теперь происходит в наглухо закрытом паровозном котле? Вода быстро нагревается и испаряется. О том, как бурно протекают испарения воды в котле, можно судить по тому, что в водомерном стекле вода начинает «играть» — подыматься и опускаться — это значит, что и в котле вода колышется. Для пара нет выхода, но топочное пространство наполнено огнем; раскаленные газы, которые получаются при горении топлива, уносятся в жаровые и дымогарные трубы, через них в дымовую коробку, а из нее через трубу в воздух. Горение продолжается, вода в котле и пар (смешанный еще с бывшим тут над водою воздухом) нагревается все сильнее. А так как водяной пар занимает бо́льший объем, чем вода, из которой он образовался, то пар оказывает на стенки котла давление , стремясь расширяться. Машинисты говорят: «пар в котле подымается». О том, каково в котле давление пара, мы судим по манометру (рис. 6), составляющему неотъемлемый прибор котла.

Пар, проникая в манометр через трубочку, давит на устроенную в нем перегородку, мембрану , из тонкого металлического листа, и выгибает ее вверх. Этот выгиб мы могли бы уравновесить, нагружая сверху пластинку гирями. Давление пара и измеряется весом, который приходится на единицу площади, так, если бы пластинка манометра была размером в один квадратный сантиметр, то давление пара мы бы выражали в килограммах на квадратный сантиметр. Понятно, что чем больше изгиб пластинки, тем больше мы ее должны нагрузить, чтобы уравновесить давление пара. Поэтому о величине давления можно судить по изгибу пластинки, но пластинка изгибается еле заметно на-глаз. Чтобы степень изгиба была яснее видна, прибегают к обычному в измерительных приборах способу, заставляя пластинку действовать на стрелку через несколько неравноплечих рычагов, отчего самое малое смещение пластинки становится заметным. Стрелка движется по кругу, на котором обычно ставят цифры, которые отвечают давлению, испытанному пластинкой со стороны пара. Если мы видим на кругу манометра порядок цифр 0, 15, 30, 45,…135, 150 — то манометр указывает давление в английских фунтах на квадратный дюйм, что до сих пор делается и у нас. Во Франции и Германии на манометрах пишут давление в килограммах на квадратный сантиметр. Давление атмосферы на кв. дюйм равно, примерно, 15 фунтам. Поэтому часто давление пара в котле выражают в атмосферах. Давление в 150 фунтов все равно, что давление в 10 атмосфер.

Когда давление в котле достигнет 1 1/ 2атмосфер, я могу питать форсунку собственным паром, выключив трубочку с дежурного паровоза. Теперь давление в котле быстро подымается. И стрелка манометра приближается к красной черте. На циферблате манометра красною чертою обозначается рабочее давление котла, выше которого давление поднимать запрещено. Вы слышали, конечно, о взрывах паровых котлов. Отчего случаются такие несчастия? Дело в том, что прочность котла не беспредельна. Он склепан из отдельных железных или стальных листов толщиною в 14–15 миллиметров и при такой толщине стенок, в зависимости от величины своей, может выдержать определенную наибольшую величину внутреннего давления; если ее превысить, то пар находит «слабину» в котле: чаще всего плохо склепанный и зачеканенный шов или лист с незамеченным на заводе пороком, и прорывает, ища выхода, котел в этом месте.

Каждый котел во избежание такого несчастия испытывается на заводе и в мастерских после капитального ремонта сильным давлением: котел, как мы говорим, «прессуют», накачивая в него воду под двойным давлением сравнительно с тем рабочим давлением, на какое котел рассчитан. При этом следят, чтобы нигде из швов или из-под заклепок не выступила роса . Такие испытания котла повторяются через небольшие сроки — не реже раза в два года, а манометр паровоза проверяется, верно ли он показывает, каждые три месяца. Разница между пробными и рабочими давлениями котла объясняется тем, что горячий котел несколько слабее, а главное — чтобы предотвратить несчастие от преступной небрежности котельной прислуги. Если в котле останется мало воды, то парообразование идет очень бурно, бывает при этом, что некоторые части котла, которые охватывает пламя, совсем обнажатся от воды и сильно раскаляются; если после этого вода зальет сразу раскаленную поверхность, она всей массой в очень короткий промежуток времени превратится в пар, давление сразу «вскакивает», и котел взрывается. Иногда бригада паровоза — машинист и его помощник — прозевают, что манометр на красной черте. Вот почему красная черта на манометре и ставится задолго до того давления, при котором котел может «взлететь», взорвавшись.

Для того же, чтобы давление в паровозном котле не заходило за красную черту, на котле — обычно, на сухопарниках — устанавливаются предохранительные клапаны; по закону их полагается на каждом паровом котле два. (Рис. 7.) Клапаны эти закрывают отверстия в сухопарнике коническими пробками, которые прижаты плотно к месту крепкой пружиной, иногда прямо, а иногда посредством рычага. Мы иногда называем эти приборы «весами», потому что и в самом деле их действие похоже на действие весов: пружина натянута или сдавлена в такой степени, что клапан может быть приподнят давлением или грузом, равным рабочему давлению пара: только иногда весы «качнутся», пробка приподымается, и пар из-под нее вырывается на волю шумною струей. Предохранительные клапаны фырчат так громко, что если мы и зазевались, не видя стрелки у красной черты, то слышим тотчас, что дело неладно. Пар улетает «на волю», и давление в котле от этого понижается, наконец пружина пересиливает и снова затыкает отверстие клапана пробкой. Все кончилось хорошо. Однако, мы не любим, чтобы паровозы парили через предохранительные клапаны: ведь вместе с паром для нас пропадает, улетая, тепло. Поэтому, если вы слышите, что паровозы долго «шипят» через предохранительные клапаны, — это знак недопустимого разгильдяйства бригад. Обычно мы спешим тотчас «унять» клапан. Прижать его мы не имеем права, да и не можем — клапаны пломбируются, чтобы никто не мог изменить предельного давления, ими указываемого. Уменьшение огня в топке сразу не достигнет цели и не всегда возможно, а иногда и вредно. Но у нас есть простое средство умерить пыл котла. Вы, вероятно, замечали, любуясь паровозом, готовым к отправлению поезда, что случается, когда фыркнет и запарит предохранительный клапан. Почти тотчас из-под будки машиниста вырывается облако пара и, пыхнув, пропадает, пролив из большого крана немного воды. И почти тотчас клапан на сухопарнике садится на свое место.