Может ли чугунная печь в раскаленном состоянии лопнуть от попадания воды на нее?

Может ли чугунная печь в раскаленном состоянии лопнуть от попадания воды на нее?

Отопительная печь универсального назначения не только обогревает дом, но и позволяет во время ее топки одновременно готовить пищу. Для этого над ее топкой располагают специальную металлическую часть печи – варочную поверхность. Она имеет вид металлической пластины с одной или двумя отверстиями, которые закрываются наборными концентрическими кольцами-вкладышами.

Такая пластина изготавливается литьем из серого чугуна. В качестве сырья для отливки берут серый чугун марки СЧ 15-20. 15-20 – это его прочность в кгс/кв. мм.

Основными веществами в составе чугуна являются железо и углерод. Специальные добавки и не удаленные примеси – марганец, фосфор, кремний, сера и др. вещества. Они повышают механические и температурные свойства отлитых изделий.

Какие температуры могут быть в топке печи и на поверхности варочного настила?

Большинство печей в качестве топлива используют его твердые виды – дрова, бурый и каменный уголь, пеллеты и пр. Варочная плита своей конструкцией полностью накрывает печную топку, и поэтому ее материал должен выдерживать температуру горения самого высокотемпературного вида твердого топлива – каменного угля разновидности антрацит.

Температура горения угля зависит от его марки, от наличия примесей, смол, влаги и пр. факторов. И от поступления свежего воздуха через поддувало.

У чугуна температура плавления зависит от его разновидностей – белый, серый, ковкий, высокопрочный, и лежит в диапазоне 1 000-1 200 ℃. Полусинтетический чугун плавится при 1 400-1 450 ℃.

Антрацит при горении может развивать в идеальных условиях температуру до 2 200-2 250 ℃. Но это в самой горячей зоне. Варочная плита отделена от слоя горящего угля расстоянием не менее 100-300 мм. Т. е. зону конфорок могут достигать лишь только язычки пламени. А они, как известно из физических явлений процесса горения, не самые горячие. Поэтому температура на поверхности горящего угля составляет не более 1 000 ℃. И варочная чугунная плита, и ее чугунные же кольца конфорки не нагревается более 500-600 ℃. Тем более, что эта плита обтекается потоками не только языков пламени, но и холодным воздухом, засасываемым тягой дымохода через щели между кольцами и через неплотности поддувальной и топочной дверок.

Коэффициент линейного расширения чугуна составляет от 8,6 – 10,5 10^-6 при температуре от 20 до 100 ℃ и возрастает до 13,2 10^-6 при 20-600 ℃. Это значит, что при возрастании температуры растет и степень расширения металлических деталей, изготовленных из чугуна. И наоборот – при падении температуры чугунное изделие уменьшается в размерах. Поэтому поверхность резко охлаждаемой внешней стороны сжимается.

При попадании воды на раскаленную поверхность чугунной варочной плиты капли влаги мгновенно вскипают и превращаются в пар с температурой 100 ℃. До такой же величины очень быстро падает температура поверхностного слоя металла – чугуна. А т.к. его теплопроводность не большая, то поверхностные слои мгновенно сжимаются, а внутренние слои металла, имеющего толщину 8-12 мм и более, остаются расширенными. Возникают растягивающие напряжения в слое, поливаемом водой, а также напряжения сжатия во внутренних слоях плиты со стороны топки. Разница температур может достигать 400-500 ℃.

Если растягивающие напряжения превысят предел прочности чугуна на растяжение, а он гораздо меньше, чем на сжатие, то в верхнем слое возникнут микротрещинки. Они могут так и остаться или развиться в трещины и даже в разрывы металла. Особенно это вероятно в тех случаях, когда металлическая варочная плита нагружена, например, большой кастрюлей с водой. Это могут быть десятки килограммов.

Выводы
Ответ на вопрос, может ли чугунная печь в раскаленном состоянии лопнуть от попадания воды на нее, простой: трещины и лопанье возможны. Но практика более сотен лет эксплуатации таких плит из чугуна показывает, что эти случаи маловероятны и возможны при больших одновременных механических нагрузках на плиту и тепловых ударах на ее металл, который был не того состава, и/или неправильно смонтирована варочная поверхность в конструкции кухонной плиты – ее края зажаты в кирпичной кладке, например, из кирпича высокой прочности на цементном растворе.

Источник