Прогнозування понадпаркового залишкового ресурсу головних паропроводів ТЕС

Вивчення процесів деформування та руйнування при повзучості структурно нестабільних паропровідних сталей. Визначення величин умовної границі тривалої міцності. Оцінка залишкового (понадпаркового) ресурсу головних паропроводів теплових електростанцій.

Рубрика Физика и энергетика
Вид автореферат
Язык украинский
Дата добавления 25.08.2015
Размер файла 78,2 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ УКРАЇНИ

«КИЇВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ»

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

Спеціальність: 05.02.09-динаміка і міцність машин

Прогнозування понадпаркового залишкового ресурсу ГОЛОВНИХ паропроводів ТЕС

ДУРАВКІН ІГОР ПЕТРОВИЧ

Київ-2009

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана на кафедрі Динаміки і міцності машин та опору матеріалів Національного технічного університету України “Київський політехнічний інститут“ Міністерства освіти і науки України

Науковий керівник: доктор технічних наук, професор

Цибенко Олександр Сергійович

Національний технічний університет України “КПІ“

Міністерства освіти і науки України,

професор кафедри динаміки і міцності машин та опору матеріалів

Офіційні опоненти: доктор технічних наук, старший науковий співробітник

Бородій Михайло Васильович

Інститут проблем міцності ім. Г.С.Писаренка НАНУ,

м. Київ, провідний науковий співробітник відділу міцності матеріалів

і елементів конструкцій при кріогенних температурах

кандидат технічних наук,

Плащинська Алла Вікторівна,

Інститут механіки ім. С.П. Тимошенко НАНУ, м. Київ,

старший науковий співробітник відділу механіки повзучості

Захист відбудеться “14“ грудня 2009 року о 15 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.002.01 у Національному технічному університеті України “Київський політехнічний інститут“ за адресою: 03056, м. Київ, просп. Перемоги, 37, корпус 1, ауд. №166.

З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Національного технічного університету України “Київський політехнічний інститут“ за адресою: 03056, м. Київ, просп. Перемоги, 37.

Автореферат розісланий 12 листопада 2009 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Д26.002.01,

д.т.н., проф. О.О. Боронко

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Проблема надійної і безпечної експлуатації теплових електростанцій (ТЕС) України ускладнюється обмеженою можливістю заміни застарілого обладнання в умовах дефіциту резерву маневрової потужності, основу якої складають ТЕС. В наслідок відсутності необхідного фінансування ТЕС єдиним реальним способом продовження терміну служби енергоустаткування є його реконструкція.

Тривалість експлуатації великої кількості паропроводів із котлотурбінних сталей 12X1МФ і 15X1М1Ф на даний час близька до паркового терміну працездатності, а в ряді випадків перевищила його. З цих сталей виготовлені сотні тисяч тон паронагрівальних і паропровідних труб для котлів і паропроводів ТЕС, що експлуатуються з п'ятидесятих років і по теперішній час. Фізично обґрунтовані критерії гранично допустимого стану головних паропроводів ТЕС, які експлуатуються понад 200 тисяч годин в умовах високотемпературної повзучості жаростійких сталей та мають пошкодження не встановлені.

Прогнозування залишкового ресурсу устаткування ТЕС з понадпарковим строком експлуатації представляє собою багатофакторну задачу визначення граничного стану. Методи оцінки залишкового ресурсу таких конструкцій з необхідною вірогідністю прогнозування їхньої працездатності відсутні. Залишається невирішеною й певною мірою збільшується основна проблема коректної оцінки залишкової довговічності. Це в першу чергу пов'язано зі зміною характеристик міцності металу енергообладнання, яке тривало експлуатувалося в умовах термосилового навантаження. Знаходження даних характеристик дозволяє визначити величини допустимих напружень для відповідного заданого ресурсу, протягом якого виконуються нормативні умови міцності високотемпературних елементів устаткування з експлуатаційними пошкодженнями.

Сучасна діагностика стану паропроводів ТЕС, що забезпечується великим арсеналом різних фізичних методів і засобів, уже не обмежується задачами дефектоскопії. Все більш широко використовуються методи визначення механічних характеристик матеріалу, у сполученні з даними розрахунків і вимірів залишкових і робочих напружень та деформацій. На перший план тут виходять методи технічної діагностики на основі механіки суцільних середовищ, механіки руйнування, даних аналізу конструкційної міцності, надійності, довговічності. У цьому зв'язку слід зазначити виробничу необхідність створення методик надійного прогнозування залишкового ресурсу паропроводів ТЕС зі структурними змінами матеріалу в період експлуатації, що перевищує парковий термін служби.

Актуальність теми дисертаційної роботи визначається вимогами економічної доцільності продовження терміну служби основних вузлів і елементів енергетичного устаткування (паропроводів) ТЕС України, які відпрацювали більше 200 тисяч годин і підлягають реконструкції. Велике наукове і народногосподарське значення та обумовлені цим проблеми визначили вибір напрямку досліджень - розробка ефективних інженерних методів прогнозування залишкового ресурсу паропроводів ТЕС зі структурними змінами металу, обумовленими його експлуатаційним старінням.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Розробка даної тематики здійснювалася відповідно до наукових планів та тем науково-технічних договорів НТУУ «КПІ» по розрахунковому визначенню залишкового ресурсу обладнання ТЕС (з 2005 р. і по теперішній час, №154/4-06, 05/07, 02/09, 03/09, номер держреєстрації 0109U004854), а також наказу Мінпаливенерго України №239 від 10.06.2008 р. «Про розробку концепції оцінки технічного стану турбін і устаткування ТЕС» у рамках галузевих планів Мінпаливенерго України та асоціації «Укртеплоцентраль», згідно науково-технічних програм державного НВО «ДонОРГРЕС», Одеська ТЕС, інженерної академії України «Про продовження паркового ресурсу устаткування ТЕС, що довгостроково експлуатується» 2005-2009 рр.

Мета роботи та завдання досліджень. Основною метою дисертаційної роботи є створення науково обґрунтованих розрахунково-експериментальних методів і оцінки на їх основі залишкового (понадпаркового) ресурсу головних паропроводів ТЕС (з напрацюванням більш ніж 200 000 год) з Cr-Mo-V жаростійких котлотурбінних сталей.

Для досягнення даної мети в роботі були сформульовані та розв'язані наступні задачі:

- розроблено інженерні методи визначення залишкового ресурсу паропроводів ТЕС (при напрацюванні більш ніж 200 000 год) з урахуванням ефектів знеміцнення та накопичення пошкоджень металу в процесі тривалої експлуатації;

- виконано аналіз існуючих експериментальних і теоретичних досліджень по визначенню залишкового (понадпаркового) ресурсу головних паропроводів ТЕС із жаростійких сталей;

- вивчено закономірності процесів деформування та руйнування при повзучості структурно нестабільних паропровідних сталей 12Х1МФ і 15Х1М1Ф в умовах тривалого циклічного температурно-силового навантаження;

- визначено домінуючі механізми високотемпературної повзучості паропровідних сталей;

- виконано експериментальне визначення величин умовної границі тривалої міцності і номінальних напружень для зістарених у процесі тривалої експлуатації сталей марок 12Х1МФ і 15Х1М1Ф;

- встановлено критерії оцінки залишкового ресурсу паропроводів ТЕС у випадку понадпаркової експлуатації та розроблені методи їхнього визначення при досягненні в матеріалі допустимого граничного стану перед руйнуванням;

- створено алгоритм прогнозування залишкового ресурсу головних паропроводів ТЕС, що довгостроково експлуатуються, який базується на виявленні конструктивних елементів, які вичерпали експлуатаційний ресурс;

- розроблено раціональну методику гарантованого продовження терміну надійної й безпечної експлуатації головних паропроводів ТЕС;

- проведено дослідження понадпаркового ресурсу згинів головних паропроводів Зуєвської ТЕС і запропонована економічно обґрунтована програма реконструкції з метою гарантованого продовження строку надійної й безпечної експлуатації паропроводів;

- здійснено впровадження розроблених методик, алгоритмів і результатів досліджень у практику теплоелектрогенеруючих компаній Мінпаливенерго України.

Об'єктом дослідження є процеси деформування головних паропроводів ТЕС в умовах повзучості структурно нестабільних сталей під впливом тривалого циклічного термосилового навантаження.

Предмет дослідження - закономірності накопичення пошкоджень на мікро- і макрорівні Cr-Mo-V жаростійких сталей, фізико-механічні властивості матеріалів з урахуванням структурних змін, оцінка залишкового понадпаркового ресурсу головних паропроводів ТЕС, методика виявлення конструктивних елементів паропроводів, що вичерпали експлуатаційний ресурс.

Методи досліджень: сучасні експериментальні методи дослідження характеристик короткочасної та тривалої міцності зістарених Cr-Mo-V котлотурбінних сталей в умовах підвищених температур, розрахункові методи інженерного аналізу залишкового ресурсу конструктивних елементів головних паропроводів ТЕС.

Наукова новизна отриманих результатів. У дисертаційній роботі отримано наступні нові наукові результати:

-розроблено критеріальні оцінки залишкового ресурсу головних паропроводів ТЕС із Cr-Mo-V жаростійких сталей з пошкодженнями, які виникають при експлуатації в умовах циклічного термосилового навантаження після напрацювання ~ 180...200 тис годин;

-створено, експериментально перевірені та підтверджені інженерна методика і алгоритм прогнозування понадпаркового ресурсу та визначення залишкової працездатності паропроводів ТЕС, який заснований на розрахункових оцінках напружено-деформованого стану, експериментальних методах аналізу межі тривалої міцності , а також на оцінці ступеня інтеркристалітного пошкодження металу;

-встановлено домінуючі фактори знеміцнення, закономірності руйнування й зміни структури в умовах високотемпературної повзучості паропровідних сталей 12Х1МФ і 15Х1М1Ф;

-визначено на основі експериментальних даних характеристики швидкості повзучості і довговічності, а також отримані аналітичні залежності для умовної межі тривалої міцності й допустимих номінальних напружень у зістарених при тривалій експлуатації сталей марок 12Х1МФ і 15Х1М1Ф.

Обґрунтування, вірогідність наукових положень, висновків і рекомендацій забезпечується застосуванням сучасного експериментального устаткування, обґрунтованих математичних методів, порівняльним аналізом наведених у літературі даних, узгодженням отриманих розрахунково-теоретичних результатів з експериментальними даними, відповідною кореляцією знайдених розв'язків з даними методів, які на даний час визначені в Державних стандартах України.

Практичне значення отриманих результатів полягає в розробці науково обґрунтованих методів і алгоритмів, які забезпечують прогнозування залишкового ресурсу конструкцій паропроводів ТЕС, що тривало експлуатуються та мають структурні зміни матеріалу.

У результаті виконання роботи експериментально встановлено домінуючий внесок ефектів дисперсійного і субструктурного зміцнень в опір деформації жароміцних сталей паропроводів при циклічному термосиловому навантаженні. Зістарені Cr-Mo-V сталі перебувають у якісно новому, стабілізованому в порівнянні з станом поставки (до початку експлуатації).

Експериментально встановлено величини середньомарочних значень умовних границь тривалої міцності і допустимих напружень для сталей 12Х1МФ і 15Х1М1Ф у стабілізованому стані після тривалої експлуатації, що й дає можливість проведення на їх основі перевірочних розрахунків на тривалу міцність та визначення понадпаркового залишкового ресурсу головних паропроводів ТЕС.

Результати роботи застосовуються в практиці провідних підприємств Мінпаливенерго України - ДП "Доноргрес", ТОВ "Східенерго", ВАТ ”Одеська ТЕС”. На підставі отриманих у дисертації результатів розроблені рекомендації по перегляду ГКД 34.20. 507-2003 "Технічна експлуатація електричних станцій і мереж. Правила". Практичні результати роботи можуть бути рекомендовані до застосування, як на підприємствах і в експлуатуючих ТЕС організаціях Мінпаливенерго, так і для інших галузей промисловості України.

Документально підтверджено економічний ефект від впроваджень робіт, виконаних при участі автора, становить на підставі експертної оцінки НВО «ДонОРГРЕС» від 100 000 до 500 000 грн. на один енергоблок (акти впровадження наведені в додатку к дисертаційній роботі).

Особистий внесок здобувача. Основні наукові результати дисертаційної роботи автором отримані самостійно.

Зокрема, здобувачем розроблено ефективний інженерний метод оцінки залишкового ресурсу паропроводів ТЕС з урахуванням ефектів структурних змін і накопичення пошкодження жароміцних сталей у процесі тривалої експлуатації. Запропоновано ефективні алгоритми визначення понадпаркового ресурсу та оцінки працездатності згинів паропроводів ТЕС. Отримано рівняння довговічності жароміцних сталей паропроводів в залежності від швидкості деформації повзучості. Знайдено величини умовної границі довготривалої міцності й номінальних допустимих напружень в умовах циклічного термосилового навантаження у зістарених дисперсійно зміцнених сталей марок 12Х1МФ і 15Х1М1Ф. Проведено аналіз понадпаркового ресурсу та виконано оцінку працездатності згинів головних паропроводів Зуєвскої ТЕС.

Матеріали дисертації не містять ідей і розробок, які належать співавторам, з якими здобувач має спільні публікації.

Апробація результатів дисертації. Матеріали дисертації доповідалися на: 4-ій національній конференції "Неруйнуючий контроль і технічна діагностика", (м. Київ, 2003 р.); національній конференції «Проблеми надійності залізничного транспорту», (м. Дніпропетровськ, 2006 р.); VI міжнародної конференції "Прогресивна техніка і технологія-2008" (м. Київ, НТУУ "КПІ", 2008 р.); науково-технічних семінарах інженерної академії України (м. Одеса, 2006-2008 рр.); міжнародному науково-технічному багатогалузевому форумі “Інженерна стратегія - інновація” (м. Одеса, 2009 р.).

Робота в повному обсязі розглядалася й обговорювалася на наукових семінарах відділу «Фізичних основ міцності й руйнування» Інституту проблем міцності ім. Г.С.Писаренка НАН України (2008 р.), кафедри «Динаміки і міцності машин та опору матеріалів» Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут» (2006-2008 рр.), державного НВО «Доноргрес» Мінпаливенерго України, м. Горлівка (2006-2008 рр).

Публікації. Основні результати роботи опубліковано в 9 наукових працях, серед яких 7 в спеціалізованих виданнях, що є в переліку, затвердженому ВАК України.

Структура та обсяг дисертації. Дисертація складається із вступу, п'яти розділів основної частини, висновку, списку використаної літератури та додатка. Загальний обсяг роботи становить 152 сторінки машинописного тексту, 35 рисунків, 14 таблиць, списку використаних літературних джерел, що містить 192 найменування на 16 сторінках, а також одного додатка на 7 сторінках.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтовано актуальність теми дисертаційної роботи, висвітлені напрямки досліджень, викладено короткий зміст роботи, наукову новизну і практичну цінність отриманих результатів, сформульовано мету та задачі досліджень, подано інформацію з особистого внеску автора, результати апробації, наведено перелік публікацій та структуру побудови роботи.

У першому розділі “Ресурс енергоустаткування ТЕС” проаналізовано інформаційні джерела, розкрито сучасний стан робіт, виконаних за даною тематикою, дано обґрунтування основних напрямків досліджень дисертації.

Для оцінки довговічності енергомашинобудівного устаткування існують поняття проектного, паркового та індивідуального (залишкового) ресурсу, які поширюються на відповідальні елементи енергомашинобудівного устаткування, що експлуатується в умовах інтенсивного термосилового навантаження при наявності ефектів повзучості. Граничний термін служби устаткування ТЕС регламентований у нормативних документах Мінпаливенерго і Держнагляду з охорони праці України. При прогнозуванні залишкового понадпаркового ресурсу котлотурбінного обладнання ТЕС залишається невирішеною проблема відсутності даних про характеристики міцності та мікропошкодження енергомашинобудівних сталей після тривалої експлуатації та руйнування в умовах високотемпературної повзучості.

Головні паропроводи (гострого пару) ТЕС, призначені для подачі теплоносія від парогенераторів до турбоагрегату і представляють собою складну просторову конструкцію товстостінних трубопроводів, які експлуатуються при температурах до 550 0С і тиску до 250 атм. У даний час для їх виготовлення застосовуються в основному комплекснолеговані Cr-Mo-V сталі перлітного класу, - так звані енергомашинобудівні або котлотурбінні сталі. Аналіз основних закономірностей деформування й руйнування зістарених металів в умовах високотемпературної повзучості виконано автором для жароміцних сталей 12Х1МФ і 15Х1М1Ф. Проведено аналіз існуючих факторів, що впливають на характеристики жароміцності, а також визначають механізми руйнування сталей шляхом зародження, росту й злиття пор по границях зерен при випробуваннях на повзучість.

Зроблено однозначний висновок, що результати кількісного аналізу зазначених ефектів стосовно комплекснолегованих Cr-Mo-V сталей у літературі відсутні.

Проаналізовано методи оцінки тривалої міцності і визначення допустимих напружень для Cr-Mo-V сталей при високих температурах, зокрема, запропоновані І.І. Труніним, В.В. Кривенюком, Дорном, Ларсон-Міллером та ін. Встановлено, що існуючі аналітичні залежності та емпіричні дані по вищевказаних величинах отримані для таких матеріалів у вихідному, до початку експлуатації, стані і не відображають впливу структурних змін на знеміцнення сталей при їхній тривалій експлуатації. Встановлено, що в процесі високотемпературної повзучості структурно нестабільних сталей змінюються характеристики їхньої структури, наслідком чого є зміна механізму повзучості, у порівнянні зі сталлю у вихідному, до початку експлуатації, стані.

Зроблено висновок, що в рамках концепції руйнування котлотурбінних сталей при повзучості, кінетичний процес зародження та росту локальних осередків руйнування причинно пов'язаний з деформацією. Прямим наслідком росту деформації є накопичення пошкоджень у металі. Звертають на себе увагу недоліки існуючих моделей для опису пошкоджуваності металу при застосуванні до комплекснолегованих зістарених Cr-Mo-V сталей головних паропроводів ТЕС.

Визначена основна мета дослідження - розробка методики та алгоритму прогнозування залишкового ресурсу головних паропроводів, що тривало експлуатуються та мають понадпарковий термін служби, з метою підвищення надійної й безпечної подальшої експлуатації устаткування ТЕС. Основними задачами надійного прогнозування залишкового ресурсу паропроводів ТЕС при тривалій експлуатації (більше 200 тис. годин) визначено: - дослідження характеристик короткочасної та тривалої міцності зістарілих в процесі експлуатації паропровідних сталей; - встановлення критеріїв пошкоджуваності та розробка методів їхнього визначення при цьому допоміжні задачі, які пояснюють механізми руйнування сталей при їх тривалій експлуатації вивчення домінуючих параметрів при зміні структури сталі та механізму, що контролює зародження і зростання осередків руйнування.

У другому розділі “Матеріал і методика досліджень” наведені дані про методи дослідження й методики випробувань характеристик міцності сталей 12X1МФ і 15Х1М1Ф, що є типовими представниками комплекснолегованих дисперсійно твердіючих сталей перлітного класу, які широко застосовуються в енергомашинобудуванні в якості матеріалів паропроводів, пароперегрівачів, колекторів високого і надвисокого тиску для тривалої роботи при температурах до 850K.

У даній роботі характеристики міцності сталей 12Х1МФ і 15Х1М1Ф досліджувалися в стані після їх тривалого експлуатаційного старіння в паропроводах ТЕС. Розглядався (більше 200 вирізок) металу з контрольних ділянок діючих паропроводів ТЕС після напрацювання 150...220 тис. годин при температурі 813...823K. У повному обсязі, включаючи випробування на тривалу міцність, досліджено 46 вирізок сталі 12Х1МФ і 19 зі сталі 15Х1М1Ф. Для порівняльного аналізу в роботі також проведено дослідження відповідних сталей у вихідному, до початку експлуатації, стані.

Основна програма досліджень включала:

1.Випробування на тривалу міцність і повзучість відповідно до ДЕРЖСТАНДАРТу 10145-81 "Метали. Метод випробування на тривалу міцність" і ДЕРЖСТАНДАРТу 3248-81 "Метали. Метод випробування на повзучість". Випробовувалися 10-кратні поздовжні зразки діаметром 10мм. Випробування проводилися на машинах АІМА-5-2. Інтервал температур випробувань (Т=813...903К) для кожної з досліджених партій сталі включав робочу та не менше двох підвищених температур. Максимальна тривалість випробувань становила від 1,5 до 14,3 тис. годин для різних вирізок сталі.

2.Визначення короткочасних механічних характеристик сталей після тривалої експлуатації (границя міцності , границя текучості , відносне видовження і звуження , ударна в'язкість KCU) відповідно до ДЕРЖСТАНДАРТу 1497-84, ГОСТ 9454-78 і мікротвердості окремих структурних складових (вимірювання на приладі ПМТ - 3).

3.Визначення експлуатаційних кривих повзучості матеріалів діючих паропроводів по періодичним вимірам залишкової деформації.

4.Дослідження пошкоджуваності металу. Методи металографії (метод І.Л. Міркіна) і електронної фактографії крихких низькотемпературних відколів методом напилювання вугільних реплік.

Допоміжна програма, спрямована на обґрунтування механізмів руйнування котлотурбінних сталей при високотемпературній тривалій повзучості, включала:

1.Визначення хімічного складу сталей і карбідного осаду (хімічний аналіз, рентгеноструктурний і фазовий аналіз). Устаткування: дифрактометр ДРОН-3 з фільтрами Fe-випромінювання.

2.Дослідження мікроструктури металу. Методи оптичної електронної мікроскопії. Устаткування: мікроскоп НЕОФОТ-21, електронний мікроскоп УМВ-100К.

3.Дослідження субзернистої структури металу. Металографічний метод ямок травлення. Рентгенографічний метод зворотнього мікропучка. Устаткування: установка АРС -4 з рентгенівською трубкою БСМ-1.

У третьому розділі “Опір деформації та руйнуванню при повзучості Cr-Mo-V сталей” представлені та проаналізовані результати випробувань механічних характеристик експлуатаційно зістарених (t>2105 годин) матеріалів паропроводів ТЕС. Для встановлення повної картини деформування також проведено аналіз хімічного складу, мікро- і субструктури, пошкоджуваності досліджуваних металів.

Встановлено, що досліджувані метали при всіх видах випробувань по визначенню короткочасних механічних властивостей сталей після тривалої експлуатації проявляли нові властивості, характерні для їх нової якості. Порівняння їх з даними для сталей у вихідному стані [1-3] дозволяє зробити висновок про істотне (на 30...40МПа) зниження границь міцності і текучості при деякому підвищенні характеристик пластичності сталей в результаті тривалої експлуатації.

Встановлено також, що експлуатаційне старіння котлотурбінних сталей протягом 150 і більше тисяч годин приводить до істотних, якісно однакових для обох марок сталі змін мікроструктури. Так, в результаті тривалого експлуатаційного старіння відбувається перерозподіл легуючих елементів між твердим розчином і карбідною фазою.

Рентгеноструктурний аналіз показав, що в процесі тривалого високотемпературного старіння паропровідних сталей відбувається фазовий наклеп (за рахунок термообробки) і формується полігональна субзерниста структура з розміром блоків мозаїки 2...5 мкм. Розчиняються (спікаються) вихідні мікронесуцільності, зароджуються й ростуть пори на границях і в точках стику трьох зерен на міжфазних поверхнях розділення карбід-матриця. Короткочасні механічні властивості зістарених сталей більш однорідні, у порівнянні зі сталями у вихідному (при відсутності ефектів експлуатаційного старіння) стані.

Для сталей, що тривало експлуатувалися та мають залишкову деформація повзучості 0,1...0,6%, одиничні пори були виявлені лише в металі з деформацією, близької або перевищуючої 0,4%. Пори, розмір яких становив 0,3...1мкм (інтервал чутливості методу ~1мкм), розташовувалися по границях і в точках стику трьох зерен на міжфазних поверхнях розділу карбід-матриця. Мікротріщин і ланцюжків пор у досліджених вирізках сталі не виявлено.

Встановлено, що в результаті тривалої експлуатації Cr-Mo-V сталей розподіл часток зміцнюючої фази модульовано утворенням скупчення часток Mo на малокутових границях субструтур, сформованих у процесі старіння. Опір ковзанню дислокацій у площині розташування недеформованих часток на границях субзерен, де відстань між частками становить 0,2...0,1 мкм, визначається граничними величинами напружень [4]

Домінуючий внесок в опір деформації повзучості Cr-Mo-V котлотурбінних сталей дає комбінований ефект дисперсійного та субструктурного зміцнень. Це дозволяє розглядати сталі 12Х1МФ і 15Х1М1Ф, що тривало експлуатувалися, як сталі даних марок в якісно іншому, стабілізованому (в порівнянні з вихідним) стані.

Пошкоджуваність при повзучості вивчалася як на металі зразків, що зруйнувалися при випробуваннях на тривалу міцність, так і на металі в стані після тривалої експлуатації до його випробувань. Встановлено: для сталей, що тривало експлуатувалися, характеристики зернограничних пор повністю ідентичні металу, зруйнованому при випробуваннях на тривалу міцність, - пори, як правило, розташовані в карбідних включеннях на границях зерен і в точках стику трьох зерен. Максимальний розмір окремих пор становить 1...3 мкм і близький до відстані між карбідами на границях.

Вивчення при оптичних збільшеннях (до 20 000) металу зразків, що зруйнувалися при випробуваннях на тривалу міцність, показало, що у всіх досліджених випадках щільність пор максимальна на границях з орієнтацією в площині шліфа близької до нормального щодо прикладеного навантаження, що розтягує. Встановлено, що пори зароджуються й ростуть на міжфазних поверхнях розділу матриці та карбідів, тобто в місцях максимальної концентрації напружень при проковзуванні по границях зерен. Даний факт свідчить про хорошу кореляцію з відомими моделями, які постулюють контролюючу роль деформації проковзування в процесах високотемпературного руйнування сталей при повзучості.

На відміну від чистих металів і однофазних сплавів узагальнене рівняння зв'язку довговічності та швидкості повзучості для даного випадку представили у вигляді моделі Хофа . При цьому для уточненої моделі опису зародження і росту пор в результаті зернограничного проковзування отримана й експериментально підтверджена лінійна залежність добутку довговічності і швидкості повзучості сталей , де і - коефіцієнти, що не залежать від температури та напружень. Значення коефіцієнта для всіх досліджених партій сталей марок 12Х1МФ і 15Х1М1Ф виявляється близькі між собою та становлять 1,8...2,5x, що дозволяє вважати середній коефіцієнт константою матеріалу, тоді як величина постійна лише для даної партії сталі.

Рівняння , що запропоновано в роботі, інтерпретоване як умова сталості зернограничної (а не загальної) деформації, що передує руйнуванню. Експериментальні дані про залежність співвідношення зернограничної деформації до загальної деформації повзучості для альфа-заліза описуються виразом [2, 4]

, (1)

де коефіцієнт і збігається із середнім для досліджених партій сталей 12X1МФ і 15X1М1Ф значенням .

Дослідження даних, що експериментально отримані для сталей 12Х1МФ і 15Х1М1Ф, та апроксимовані виразом (1) і морфології руйнування за рахунок пороутворення в місцях можливої концентрації напружень при проковзуванні (у карбідних включень на границях та в точках стику трьох зерен) дозволили розробити адекватну аналітичну модель зародження та росту пор під час повзучості сталей у досліджуваному інтервалі температур і напружень. Встановлено, що із зниженням напружень зростає частка деформації локалізованої на околицях границь зерен. При проковзуванні по границях зерен, внаслідок концентрації напружень на карбідних частках, зароджуються мікропорожнини із критичним обсягом пор . Діаметр () критичних пор у момент їхнього злиття дорівнює половині відстані між потенційними осередками пор - частками карбідів на границях зерен з характерним розміром . Рівняння довговічності та повзучості гетерофазних сталей 12Х1МФ і 15Х1М1Ф представлено у рамках моделі [2]

, де або . (2)

Повзучість матеріалу паропроводів контролюється релаксацією дислокаційних скупчень перед карбідними частками в результаті їх переповзання і є наслідком умови досягнення сталості критичної величини деформації проковзування по границях зерен, яка випереджає процес руйнування. понадпарковий ресурс паропровід електростанція

Для теоретичної оцінки критичного стану величини деформації для Сr-Mo-V сталей, що передує руйнуванню, запропоновано формулу

, (3)

де =2 мкм - розмір пори, =40 мкм - відстань між порами, =40 МПа - середнє напруження в паропроводі.

Четвертий розділ “Тривала міцність стабілізованих Cr-Mo-V сталей” містить аналіз результатів експериментальних даних і теоретичних досліджень тривалої міцності досліджуваних сталей.

На підставі фізичної моделі транскристалітного руйнування, що контролюється зернограничним ковзанням, у даній роботі для дисперсійно зміцнених сталей 12Х1МФ і 15X1М1Ф вибрано рівняння довговічності, що складає основу ОСТа 108.901.102-78 "Котли, турбіни і паропроводи. Методи визначення жароміцності металів", та являється його розширенням на сталі і сплави енергомашинобудування, що тривало працюють за температури, яка перевищує 673 К

, (4)

де величина характеризує енергію активації процесу руйнування, -активаційний об'єм, - визначається залежно від структури сталі. Для знаходження коефіцієнтів використовували результати випробувань на повзучість при високих температурах 46 партій сталі 12Х1МФ і 19 партій - 15Х1М1Ф з наступною статистичною обробкою. Коефіцієнти (4) вперше визначені автором для стабілізованих сталей з напрацюванням більше 180 тис. год:

Експлуатаційне старіння ( 150...220 тис. годин) в інтервалі температур 803...873К, призводить до зниження границь тривалої міцності сталі на 15...25%, у порівнянні зі сталлю даної марки у вихідному (до експлуатації) стані. Для вихідного стану обох досліджених марок сталей в інтервалі часу до руйнування 10-200 тис. год значення становить 0,96-1,04 МПа/К, знижуючись для стабілізованих сталей до 0,60-0,66 МПа/К.

З огляду на відповідальність рішень, для прийняття на підставі результатів визначення понадпаркового залишкового ресурсу, а також відсутність (і практичну неможливість одержання) результатів прямих експериментів щодо оцінки довговічності досліджуваних сталей в умовах їхньої експлуатації, отримані в даній роботі значення умовної границі тривалої міцності віднесені до сталей, що зістарені протягом 150 тис. годин. Відповідно, даний час експлуатації і пропонується автором як точка відліку під час оцінки понадпаркового залишкового ресурсу паропроводів ТЕС.

У п'ятому розділі Методика оцінки залишкового ресурсу головних паропроводів ТЕС” приведено опис методики та алгоритму оцінки ресурсу тривало працюючого котлотурбінного устаткування ТЕС та виконано аналіз працездатності згинів паропроводів, що тривало експлуатуються.

В якості критеріїв оцінки залишкового ресурсу такого енергоустаткування, відповідно розробленому алгоритму запропоновано використовувати результати: 1) перевірочного розрахунку на міцність (ПРМ); 2) аналізу залишкової деформації повзучості; 3) визначення ступеня пошкодження металу (наявність мікродефектів).

Основу запропонованого алгоритму оцінки залишкового ресурсу елементів головних паропроводів ТЕС складає перевірочний розрахунок на міцність відповідно до вимог ДСТУ 108.031.08 (09,10) - 85. “Котли стаціонарні і паропроводи пари та гарячої води. Норми розрахунку на міцність”. При цьому напруження від дії внутрішнього тиску в згинах і прямих трубах паропроводів розраховуються за фактичною товщиною стінки

, (6)

де - зовнішній діаметр, - збільшення до товщини стінки, - торовий коефіцієнт і коефіцієнт форми, відповідно, які прийняті для зовнішньої (стиснутої), внутрішньої (розтягнутої) і нейтральної сторін згину [6]. Для згинів приймається найбільше з отриманих трьох значень напружень. В дисертаційній роботі ефективність знаходження перевірялась порівнянням з даними розрахунків напруженого стану згинів паропроводу з використанням методу скінченних елементів [6, 7]. Встановлено задовільне погодження даних розрахунків згідно (6) та результатів чисельного моделювання (похибка складає менше 10 %).

Основним критерієм можливості подальшої експлуатації труби (прямої або згину) паропроводу є виконання умови міцності , де значення номінальних напружень визначається за отриманими експериментальними даними границь тривалої міцності сталей (12X1М1Ф або 15Х1М1Ф) у стані стабілізації і відповідному коефіцієнті запасу міцності .

Наступна критеріальна оцінка базується на даних періодичних вимірювань залишкової деформації повзучості згинів паропроводів, та має своєю метою експериментальне виявлення моменту досягнення граничного стану. У цьому зв'язку, побудова і аналіз експлуатаційних діаграм повзучості дає додаткову й досить цінну можливість оцінки ресурсу устаткування, що тривало експлуатується [2].

У рамках виконання даного дослідження розроблені методика і спеціальна комп'ютерна програма ТМ-5, що є по суті автоматизованим банком даних характеристик деформації повзучості паропроводів ТЕС і виконує наступні функції: 1) збору інформації (приналежність і призначення паропроводу, його характеристики - типорозмір труб, параметри середовища паропроводу, термін служби, кількість пусків та ін., експлуатаційні вимірювання діаметрів труб по реперах, включаючи вимірювання у вихідному, до початку експлуатації, стані); 2) розрахунок і побудова гістограм відносної деформації труб у горизонтальному і вертикальному напрямках, отриманої на час останнього вимірювання; 3) побудова графіків експлуатаційних кривих повзучості та розрахунок швидкості повзучості в будь-якому заданому інтервалі деформації; 4) екстраполяцію кривих повзучості на заданий час подальшої експлуатації, наприклад, на 50 і 100 тис. годин після останнього виміру деформації; 5) розрахунок і побудова гістограм деформації, очікуваних для заданого часу експлуатації.

Гранично допустимі значення залишкової деформації повзучості приймали за величинами зазначеним у діючих нормативних документах ГКД 34.20. 507-2003; 34.17.401-95 для прямих ділянок труб 1,5% і згинів 0,8% для сталі 12Х1МФ та відповідно 1,0% і 0,8% для сталі 15Х1М1Ф. Величина критичної деформації даних сталей, яка випереджає процеси руйнування, визначається за формулою (3) в описаній моделі зародження й росту осередків руйнування. Її максимальне значення в результаті зернограничного проковзування становить 6%.

Третя критеріальна оцінка спрямована на аналіз пошкоджень металу в результаті деформації повзучості. З метою прогнозування залишкового ресурсу в даному випадку важливо як визначення поняття пошкодження, так і вибір методу його оцінки. Найбільш ефективним тут є удосконалений метод реплік для дослідження мікроструктури й пошкодження конструктивних елементів, що тривало експлуатуються, зі сталей перлітного класу. У даній роботі запропоновано модифікація схеми полістиролових реплік з наступною трансмісійною електронною мікроскопією вторинних вугільних реплік (С-Реплік) [4, 5].

З огляду на об'єктивно невисоку статистичну вірогідність методів дослідження пошкодженності, при оцінці залишкового ресурсу застосовували наступні якісні і кількісні характеристики: - одиничні зернограничні пори відповідають стадії сталої повзучості при деформації, що перевищує 0,4...0,6%; - ланцюжка пор по границях зерен свідчать про початок стадії прискореної повзучості.

Застосування розроблених методик і алгоритмів на практиці ілюструється визначенням оцінки залишкового ресурсу паропроводу гострої пари блоку 200МВт Зуєвської ТЕС, уведеного в експлуатацію в 1968 році. Паропровід гострої пари виготовлений із труб і до моменту аналізу відпрацював 195 000 годин при температурі Т=818К і тиску середовища Р=14,0 МПа.

Аналіз отриманих даних дозволяє дійти до висновку укласти, що для згинів №№1, 6, 8, 12 до напрацювання 195 тис. годин за умови =1,5 заданий ресурс їх експлуатації буде вичерпаний. Для згину №8 заданий ресурс був вичерпаний уже до напрацювання 175 тис. годин. Згин №14 за результатами ультразвукового контролю був замінений в 2002 році й розрахунок його ресурсу не проводився. Відповідно до запропонованої методики для згинів №№1, 6, 8, 12 був виконаний аналіз залишкової деформації повзучості і її прогноз на наступні 50 тис. годин експлуатації до 245 тис. годин напрацювання. Результати статистичної обробки експлуатаційних вимірів деформації і її прогнозоване (до 245 тис. год.) напрацювання значення для вказаних згинів приведені в роботі. Отримали, що на час експлуатації 195 тис. год. залишкова деформація згинів не перевищує гранично допустимого значення - 0,8%, однак для згинів №№8 і 12 близька до половини від 0,8 %. Прогнозоване (до 245 тис. годин експлуатації) значення деформації для згину №12 практично дорівнює гранично допустимому значенню.

ОСНОВНІ РЕЗУЛЬТАТИ ТА ВИСНОВКИ

1. Розроблено алгоритм оцінки залишкового ресурсу устаткування ТЕС, заснований на результатах перевірочного розрахунку на міцність, аналізу залишкової деформації повзучості, ступеня інтеркристаллітного пошкодження металу. Запропоновано інженерні методи аналізу залишкової деформації повзучості та оцінки ступеня інтеркристаллітного пошкодження металу.

2. Вперше для промислових сталей отримано та експериментально підтверджена залежність довговічності від швидкості деформації при повзучості, інтерпретована як умова сталості зернограничної деформації сталей, що передує руйнуванню. Експериментально отримані середньомарочні значення умовної межі тривалої міцності та номінальних напружень, що допускаються, для стабілізованих у результаті тривалого експлуатаційного старіння сталей марок 12Х1МФ і 15Х1М1Ф. Встановлено, що тривала міцність стабілізованих сталей знижується в порівнянні зі сталями у вихідному, до початку експлуатації стані, на 15...25%.

3. Розроблено критерії та інженерні методи оцінки залишкового ресурсу головних паропроводів ТЕС із Cr-Mo-V жаростійких сталей в тому числі з пошкодженнями, які виникають при експлуатації в умовах циклічного термосилового навантаження після напрацювання ~ 180...200 тис годин.

4. Визначено на основі експериментальних даних характеристики швидкості повзучості і довговічності, а також отримано аналітичні залежності для умовної межі тривалої міцності й допустимих номінальних напружень у стабілізованих (зістарених) при тривалій експлуатації сталей марок 12Х1МФ і 15Х1М1Ф.

5. Експериментально перевірені та підтверджені інженерна методика і алгоритм прогнозування понадпаркового ресурсу та визначення залишкової працездатності паропроводів ТЕС, який заснований на розрахункових оцінках напружено-деформованого стану, експериментальних методах аналізу межі тривалої міцності, а також на оцінці ступеня інтеркристалітного пошкодження металу.

6. Проведено дослідження понадпаркового ресурсу згинів головних паропроводів Зуєвської ТЕС і запропонована економічно обґрунтована програма реконструкції з метою гарантованого продовження строку їх надійної й безпечної експлуатації.

7. Здійснено впровадження розроблених методик, алгоритмів і результатів досліджень у практику зацікавлених організацій Мінпаливенерго України.

ПЕРЕЛІК РОБІТ, ОПУБЛІКОВАНИХ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Кривенюк В.В., Добровольский В.Е., Мухопад Г.В., Дуравкин И.П., Солдатов С.С. О ресурсе наиболее ответственных узлов оборудования ТЭС // Энергетика и электрификация. - 2002. - № 10. - с.25 - 28. (Розробка алгоритмів та методик оцінки залишкового ресурсу).

2. Добровольский В.Е., Кривенюк В.В., Мухопад Г.В., Дуравкин И.П., Солдатов С. С. Деформация как критерий оценки ресурса паропроводов ТЭС // Энергетика и электрификация. - 2002. - № 11. - с.15-18. (Розробка адекватних моделей, методик, аналіз експериметальних даних).

3. Кривенюк В.В., Добровольский В.Е., Мухопад Г.В., Ткачев В.И., Дуравкин И.П., Солдатов С.С. Об оценке ресурса длительно работающего оборудования ТЭС // Энергетика и электрификация. - 2003. - № 3.-С. 22-25. (Розробка критеріїв оцінки залишкового ресурсу).

4. Добровольский В.Е., Мухопад Г.В., Дуравкин И.П. Об исследовании структуры и поврежденности металла энергооборудования методом реплик // Энергетика и электрификация. - 2005. - № 10. - с.2 - 5. (Експериментальне дослідження пошкоджуваності, аналіз результатів).

5. Добровольский В.Е., Мухопад Г.В., Дуравкин И.П. Метод «серебряных реплик» для фиксации крупных дефектов металла // Энергетика и электрификация. - 2006. - № 1. - с. 17-18. (Экспериментальное исследование повреждаемости металла).

6. Цыбенко А.С., Крищук Н.Г., Дуравкин И.П., Злаказов С.А. Оценка долговечности длительно эксплуатирующихся энергомашиностроительных конструкций на основе напряженно-деформированного состояния // Вісник Дніпропетровського національного університету залізничного транспорту ім. академіка В. Лазаряна. - 2006. -№ 13. - с. 165-167. (Розробка алгоритму та методики визначення залишкового ресурсу).

7. Цыбенко А.С, Крищук Н.Г., Антонович А.В., Дуравкин И.П., Коваль В.П. Влияние маневренности на надежность и стоимость пусковых режимов энергоблоков мощностью 200 МВт ТЭС // Вестник НТУУ «КПИ». Машиностроение. - К. : НТУУ «КПИ». - 2007.- с. 122-127. (Методика визначення характеристик надійності і довговічності котлотурбінного обладнання).

8. Добровольский В.Е., Дуравкин И.П., Солдатов С.С. Методы исследования поврежденности металла энергооборудования // Тезисы докладов 4-ой национальной конф. "Неруйнівний контроль та технічна дiaгностика", НКТД - 2003. - Киев: УТНКТД, 2003. - с.86 - 87. (Розробка методик розрахунків, узагальнення результатів досліджень по неруйнівному контролю).

9. Добровольский В.Е., Заводный М. А., Солдатов С. С, Дуравкин И.П. Мониторинг состояния основного оборудования ТЭС // Тезисы докладов 4-ой национальной конференции "Неруйнівний контроль та технічна діагностика", НКТД - 2003. - Киев: УНКТД, 2003. - с.213 - 215. (Результати експериментальних та теоретичних досліджень ресурсу тривало працюючого котлотурбінного устаткування ТЕС).

АННОТАЦІЇ

Дуравкін І.П. Прогнозування понадпаркового залишкового ресурсу головних паропроводів ТЕС. - Рукопис.

Дисертація на здобуття вченого ступеня кандидата технічних наук по спеціальності 05.02.09 “Динаміка та міцність машин”, Національний технічний університет України “Київський політехнічений інститут”, Київ, 2009.

Роботу присвячено розробці методів та алгоритмів прогнозування залишкового ресурсу паропроводів ТЕС в стані після їх тривалої, на протязі 150 тисяч і більше годин, експлуатації в умовах високотемпературної повзучості.

Приведено результати проведених експериментальних і теоретичних досліджень для визначення залишкового (понадпаркового) ресурсу головних паропроводів ТЕС виготовлених із жароміцних гетерофазних Сr-Mo-V енергомашинобудівних сталей 12Х1МФ і 15Х1М1Ф. Вивчені закономірності процесів деформування і руйнування при повзучості структурно нестабільних паропровідних сталей 12Х1МФ та 15Х1М1Ф в умовах тривалого циклічного термосилового навантаження. Проведена структуризація різноманітних факторів зміцнення Cr-Mo-V сталей, дана оцінка їх відносної ефективності і визначені домінуючі механізми зміцнення при повзучості паропровідних сталей. Підтверждена емпіричними даними залежність довговічності від швидкості деформації при повзучості, інтерпретована як умова постійності зернограничної деформації, що передує руйнуванню. Експериментально отримано середьньомарочні значення умовної границі тривалої міцності і номінальних допустимих напружень для стабілізованих в результаті експлуатаційного старіння сталей марок 12Х1МФ і 15Х1М1Ф. Розроблено методику, алгоритм та проведено оцінку залишкового ресурсу паропроводу гострого пару блока 200МВт Зуєвської ТЕС.

Ключові слова: прогнозування, залишковий ресурс, паропроводи, напруження, деформації, повзучість матеріалів, руйнування, структурно нестабільні матеріали, неруйнівний контроль, технічна діагностика.

DURAVKIN І.P. ESTIMATION OF SUPERPARK REMAINING RESOURCE OF POWER STATION STEAM PIPELINES. - Manuscript.

The thesis for a candidate degree in specialty 05.02.09- “Dynamic and Strength of machines”, National Technical University of Ukraine “Kyiv Polytechnic Institute”, Kyiv, 2009.

The work is devoted to the development of methods and algorithms of power station steam pipeline remaining resource prognostication in the state after its long, during 150 and more thousands hours, its exploitation in conditions of high-temperature creep.

The results of the conducted experimental and theoretical researches are shown for determination of remaining (superpark) resource of the main power station steam pipeline made from heat-resistant Сr-Mo-V of energymachine-building steels 12H1МF and 15H1М1F. Regularities of the deformation and destruction processes have been studied at a creep structurally unstable steam pipeline steels 12H1МF and 15H1М1F in conditions of durable cyclical power loading. Structurization of various factors strengthening of Cr-Mo-V steels was conducted, the estimation of their relative efficiency was given and prevailed mechanisms of strengthening were determined under creep of steam pipeline steels.

The dependence of durability on speed of deformation at creep, interpreted as the condition of constant of grain boundary deformation which precedes destruction was confirmed by empirical data.

The average grades values of conditional limits of long durability and nominal permissible stresses were received as a result of the experiment for stabilized as a result of operational senescence (aging) of steels of the 12Х1МФ and 15Х1М1Ф brands. The method, algorithm was developed and the estimation of remaining steam pipeline resource of sharp stream was conducted on a pair of blocks of 200МВт of Zuevska power station.

Keywords: prognostication, remaining resource, steam pipelines, tensions (stresses), deformations, creep of materials, destruction, structurally unstable materials, unrestrictive control, technical diagnostics.

ДУРАВКИН И.П. ПРОГНОЗИРОВАНИЕ СВЕРХПАРКОВОГО ОСТАТОЧНОГО РЕСУРСА ГЛАВНЫХ ПАРОПРОВОДОВ ТЭС. - Рукопись.

Диссертация на получение ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.02.09- “Динамика и прочность машин”, Национальный технический университет Украины “Киевский политехнический институт”, Киев, 2009.

Работа посвящена разработке методов и алгоритмов прогнозирования остаточного ресурса паропроводов ТЭС в состоянии после их долговременной, в течение часов, эксплуатации при высокотемпературной ползучести.

Приведены результаты экспериментальных и теоретических исследований для определения остаточного (сверхпаркового) ресурса главных паропроводов ТЭС изготовленных из жаропрочных гетерофазних Сr-Mo-V энергомашиностроительных сталей 12Х1МФ и 15Х1М1Ф. Применительно к промышленным гетерофазным сталям впервые показано, что разупрочнение при ползучести сталей, жаропрочность которых в исходном, до эксплуатации, состоянии является следствием суперпозиции ряда механизмов упрочнения, следует рассматривать как процесс последовательного исключения (или снижения эффективности) агрегатного и твердорастворного упрочнения с одновременным возникновением нетипичного для исходного состояния сталей субструктурного упрочнения. Нетипичная для исходного состояния сталей доминанта дисперсионно-субструктурного механизма упрочнения длительно состаренных сталей 12Х1МФ и 15Х1М1Ф определяет их жаропрочность и позволяет рассматривать их как стали данной марки, но в качественно ином, стабилизированном состоянии.

Изучены закономерности процессов деформации и разрушения при ползучести структурно нестабильных паропроводных сталей 12Х1МФ и 15Х1М1Ф в условиях долговременного циклического термосилового нагружения. Подтверждена эмпирическими данными зависимость долговечности от скорости деформации при высокотемпературной ползучести, интерпретированная как условие постоянства зернограничной деформации, которая предшествует разрушению. Экспериментально получены среднемарочные значения условной границы долговременной прочности и номинальных допустимых напряжений для стабилизированных в результате эксплуатационного старения сталей марок 12Х1МФ и 15Х1М1Ф.

Разработаны инженерные методы определения остаточного сверхпаркового ресурса паропроводов ТЭС с учетом эффектов разупрочнения и накопления поврежденности в процессе длительной эксплуатации стали. Установлены критерии оценки остаточного ресурса паропроводов ТЭС для сверхпаркового периода их эксплуатации и разработаны методы их определения при достижении в материале предельно допустимого состояния предразрушения. Разработан алгоритм прогнозирования остаточного ресурса длительно эксплуатирующегося оборудования, в частности, главных паропроводов ТЭС. Проведено исследование сверхпаркового ресурса гибов главных паропроводов Зуевской ТЭС.

Ключевые слова: прогнозирование, остаточный ресурс, паропроводы, напряжения, деформации, ползучесть материалов, разрушения, структурно нестабильные материалы, неразрушительный контроль, техническая диагностика.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

  • Розрахунковий тепловий потік на опалення промислового будинку. Гідравлічний розрахунок паропроводів, напірного конденсатопроводу. Тепловий розрахунок при надземному і безканальному прокладанні теплових мереж. Навантаження на безканальні трубопроводи.

    курсовая работа [161,7 K], добавлен 30.01.2012

  • Місце та значення енергії в житті людини. Типи електростанцій, їх функціональні особливості. Оцінка та показники енергоефективності в Україні. Дослідження споживання електроенергії однією сім’єю за тиждень. Пропозиції щодо сталого споживання ресурсу.

    контрольная работа [15,6 K], добавлен 12.03.2010

  • Визначення мети кожної практичної роботи, призначення, позначення та маркування різних видів насосів, які застосовуються в умовах теплових і атомних електростанцій. Конструктивні особливості основних, допоміжних і різних насосів в умовах їх експлуатації.

    методичка [3,1 M], добавлен 18.04.2013

  • Визначення теплових потоків з усіх видів теплоспоживання. Побудова графіку зміни теплових потоків. Розрахунок водяних теплових мереж та конденсатопроводів. Побудова температурного графіка регулювання відпуску теплоти. Опис прийнятої теплової ізоляції.

    курсовая работа [91,9 K], добавлен 15.12.2011

  • Ознайомлення із дією сонячних електростанцій баштового типу. Визначення сонячної радіації та питомої теплопродуктивності установки. Оцінка показників системи гарячого водопостачання. Аналіз ефективності використання геліоустановки й визначення її площі.

    курсовая работа [3,4 M], добавлен 30.09.2014

  • Розрахунок теплових навантажень і витрат теплоносія. Оцінка ефективності теплоізоляційних конструкцій. Вибір опор трубопроводів і компенсаторів. Спосіб прокладання теплових мереж, їх автоматизація і контроль. Диспетчеризація систем теплопостачання.

    дипломная работа [816,9 K], добавлен 29.12.2016

  • Корозія - руйнування виробів, виготовлених з металів і сплавів, під дією зовнішнього середовища. Класифікація корозії та їх характеристика. Найпоширеніші види корозійного руйнування. Особливості міжкристалічного руйнування металів та їх сплавів.

    контрольная работа [2,3 M], добавлен 17.11.2010

  • Вибір електромагнітних навантажень, визначення головних розмірів, геометричних співвідношень і обмоткових даних. Розрахунок розподілу індукції в технологічному зазорі та струму неробочого руху. Визначення та обґрунтування втрат короткого замикання.

    курсовая работа [1,2 M], добавлен 24.07.2022

  • Магнітне коло двигуна, визначення його розмірів, конфігурації, матеріалів. Розрахунок обмотки статора та короткозамкненого ротора, а також головних параметрів магнітного кола. Активні і індуктивні опори обмоток. Початковий пусковий струм і момент.

    курсовая работа [284,5 K], добавлен 17.10.2022

  • Обґрунтування впровадження навантажувача АМКОДОР-211 у сільськогосподарські, будівельні, транспортні системи України. Визначення головних переваг даного навантажувача, принципи та етапи його практичного використання, основні проблеми та перспективи.

    статья [16,0 K], добавлен 18.11.2014

  • Значення теплових електростанцій в регіонах України. Місце гідроелектростанції в електроенергетиці країни. Використання нетрадиційних джерел енергії. Технічний стан електроенергетики. Структура та обсяги виробництва електроенергії в енергосистемі держави.

    презентация [3,3 M], добавлен 02.12.2014

  • Загальна характеристика основних видів альтернативних джерел енергії. Аналіз можливостей та перспектив використання сонячної енергії як енергетичного ресурсу. Особливості практичного використання "червоного вугілля" або ж енергії внутрішнього тепла Землі.

    доклад [13,2 K], добавлен 08.12.2010

  • Теплові процеси в елементах енергетичного обладнання. Задача моделювання теплових процесів в елементах енергетичного обладнання в спряженій постановці. Математична модель для розв’язання задач теплообміну стосовно елементів енергетичного обладнання.

    автореферат [60,0 K], добавлен 13.04.2009

  • Суть процесу формування верхнього шару металу в умовах пружної і пластичної деформації. Дослідження структурних змін і зарядового рельєфу поверхні при втомі металевих матеріалів. Закономірності формування енергетичного рельєфу металевої поверхні.

    курсовая работа [61,1 K], добавлен 30.06.2010

  • Технологічний розрахунок апарату: визначення теплового навантаження, витрати гарячого теплоносія, середньої корисної різниці температур, вибір теплообмінника. Визначення міцності кріплення трубок в трубній плиті. Розрахунок допоміжного обладнання.

    курсовая работа [259,3 K], добавлен 03.12.2012

  • Границі застосовності класичної механіки. Сутність теорії відносності та постулати Ейнштейна. Простір і час в теорії відносності. Поняття про релятивістську динаміку. Молекулярно-кінетичний і термодинамічний методи вивчення макроскопічних систем.

    лекция [628,3 K], добавлен 23.01.2010

  • Енергія як загальна і спільна міра різних форм рухів матерії. Структура паливо-енергетичного комплексу України. Забезпечення теплом населення та промислових підприємств як головна функція теплоенергетики. Графіки електричного навантаження електростанцій.

    контрольная работа [3,2 M], добавлен 13.09.2009

  • Круговий термодинамічний процес роботи теплових машин. Прямий, зворотний та еквівалентний цикли Карно. Цикли двигунів внутрішнього згорання та газотурбінних установок з поступовим згоранням палива (підведенням теплоти) при постійних об’ємі та тиску.

    курсовая работа [1,1 M], добавлен 22.11.2014

  • Поняття, види та області застосування теплових насосів. Вибір приладу для обігріву приміщення у власному регіоні. Переваги використання ґрунтових зондів та насосів з горизонтальним теплообмінником. Сфери використання енергії, яку акумулює пристрій.

    реферат [1,5 M], добавлен 10.06.2014

  • Використання ядерної енергії у діяльності людини. Стан ядерної енергетики України. Позитивні та негативні аспекти ядерної енергетики. Переваги атомних електростанцій перед тепловими і гідроелектростанціями. Екологічні проблеми атомних електростанцій.

    презентация [1,7 M], добавлен 29.04.2015

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.