ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Расчетная оценка ресурса по фактическим нагрузкам и долговечности сварных соединений из "Ресурс сварных соединений паропроводов " При рассматриваемом методологическом подходе по оценке индивидуального и остаточного ресурса поставленная задача решается различными способами, включая методы расчета по фактическим и номинальным допускаемым нагрузкам в сочетании с фактической или номинальной жаропрочностью сварных соединений, что позволяет повысить достоверность получаемых результатов с КД = 20 % при расчетном подходе (см. 4.2) до КД = 40. .. 70 % (см. табл. 4.1). [c.224] Конкретно поставленная задача решалась по сварным соединениям паропровода свежего пара энергоблока 300 МВт Костромской ГРЭС. Обследование состояния опорно-подвесной системы и трассы паропровода после накопленной длительной эксплуатационной наработки 185 тыс. ч проводили специалисты АО Фирма ОРГРЭС под руководством Б.Д. Дитяшева. [c.225] В результате анализа полученных результатов обследования было установлено, что участки паропровода на трассе нагружены неравномерно и фактические рабочие напряжения аэкв(фн) = 50. .. 145 МПа при допускаемых эквивалентных напряжениях сТэкв 1.5 [ст] = 99 МПа на срок службы 2 10 ч для температуры 545 °С применительно к стали 15Х1М1Ф [13, 49]. Отдельные участки паропровода в определенных сечениях трубных элементов оказались перегруженными и не удовлетворяли требованиям прочности. [c.225] Примечания 1. Условные обозначения F - площадь поперечного сечения трубного элемента Л , Му — изгибающие моменты в сечении паропровода по осям координат М . - крутящий момент в сечении паропровода вокруг оси координат - осевая сила в сечении паропровода от весовой нагрузки и самокомпенсации температурных расширений т - напряжения кручения аэ в, р, ар, Стр, D , S, D , S , К , К , W, ф , - см. табл. 4.2 и 4.3. [c.226] Примечания 1. Условные обозначения х, Щ и осевой силы и моментов по осям координат. [c.227] Примечания 1. Значения коэффициента концентрации напряжений для условий ползучести К определялись согласно методических рекомендаций [45-47, 73]. [c.228] В табл. 4.6 приведены данные по условиям фактического нафужения, а в табл. 4.7 - результаты расчета эквивалентных напряжений по выбранным для примера отдельным типоразмерам сварных соединений. Максимальные рабочие напряжения выявлены по сварным соединениям фасонных деталей, СССрт, и ТСС. [c.229] Индивидуальный ресурс сварных соединений, оцененный по схеме рис. 4.13, Тир = 100. .. 210 тыс. ч, а остаточный ресурс, определенный по уравнению (4.22) в соответствии со схемой (рис. 4.13) с учетом накопленной наработки 185 тыс. ч, ограничен сроком т р = 0. .. 25 тыс. ч в зависимости от выбранных типоразмеров соединений. Запас прочности на период индивидуального ресурса соответствует низкому уровню и р = 1. .. 1,1, а категория опасности сварных соединений оценена рейтингом КО = 5,7. .. 7, что свидетельствует о неудовлетворительном состоянии сварных соединении (на стадии пред- и полного разрушения). [c.229] По отдельным типоразмерам сварных соединений был проведен сравнительный анализ напряженного состояния (уровня аэ в), сроков индивидуального и остаточного ресурсов, запаса прочности и категории опасности, полученных по результатам настоящего расчета по фактическим нагрузкам и расчета по номинальным напряжениям, изложенного в 4.2. [c.229] Сроки индивидуального ресурса также могут оцениваться по диаграммам номинальной длительной прочности сварных соединений а в этом случае при расчете (см. табл. 4.5) не учитываются ф д и. [c.230] Примечание. В числителе даны значения для фактических рабочих напряжений, а в знаменателе - для номинальных. [c.230] Оценка ресурса по фактической долговечности сварных соединений и номинальным допускаемым нагрузкам. Индивидуальный ресурс х р определяется из результатов сопоставления расчетных наибольших эквивалентных напряжений по номинальным допускаемым нагрузкам (расчет Оэкв проводится по методике, изложенной в 4.2, на все виды нафузок) с диафаммами фактической долговечности стали а . Одновременно оцениваются запас прочности (из выражения п = сТда/стэкв ) и категория опасности КО (по рис. 4.9) на период наработки т и на установленный срок индивидуального ресурса х р. [c.231] Общий подход в оценке ресурса показан на рис. 4.14. Запас прочности й р, коэффициент опасности сварных соединений КО и их остаточный ресурс Тор оцениваются аналогично методическому подходу расчета по фактическим нагрузкам (см. 4.2). [c.232] Сроки индивидуального ресурса также могут оцениваться по диаграммам фактической длительной прочности сварных соединений (ф) в этом случае при расчете (см. табл. 4.5) не учитываются и. [c.232] Таким образом, при рассмотренном подходе по выбору представительных сварных соединений в максимальной степени может быть учтено негативное влияние температурно-силовых параметров на возможное усиление развития процессов структурных изменений и снижение жаропрочных свойств металла в условиях ползучести. Дополнительным признаком может служить микроструктура металла (вид структурных составляющих, номер зерна, микроповрежденность), но для получения необходимого банка данных по всем трубным элементам паропровода требуется выполнение большого объема работ по проведению металлографического анализа с помощью реплик. [c.234] При расчете по фактическим нагрузкам и фактической долговечности стали и сварных соединений суммируются достоинства каждого из методов, рассмотренных в 4.3, в результате чего достоверность в оценке индивидуального ресурса может быть наиболее высокой и достигать уровня КД = 70 %. Сроки индивидуального ресурса устанавливаются из результатов сопоставления t, , оцененных по фактическим нагрузкам, с диаграммой фактической долговечности стали с зачетом фактических значений коэффициента прочности сварного соединения для условий ползучести. Таким образом, этот методический подход может считаться наиболее эффективным из рассмотренных выше расчетных методов оценки ресурса. [c.234] Отдельно целесообразно остановиться на рассмотрении влияния фактических условий эксплуатации, вызывающих стационарную и малоцикловую ползучесть металла, на остаточную жаропрочность и остаточный ресурс сварных соединений паропроводов. [c.234] С этой целью комплексным исследованиям в АООТ ВТИ подвергали сварные соединения стали 12Х1МФ с металлом шва 09X1МФ, которые при температуре 545 °С и давлении пара 14 МПа имели наработку 150 тыс. ч на паропроводе, эксплуатировавшемся в маневренном режиме (суммарное число спусков-остановов энергооборудования 886 или в среднем 45 циклов/год), и наработку 120 тыс. ч на паропроводе, эксплуатировавшемся в стационарном режиме (суммарное число пусков-остановов 400 или в среднем 15 циклов/год). [c.234] Испытаниям на длительную прочность подвергали цилиндрические гладкие образцы диаметром 10. .. 14 мм с поперечным швом при температуре 560. .. 610 С и растягивающих напряжениях 51. .. 160 МПа до разрушения с последующим пересчетом длительности эксперимента на рабочую температуру 545 °С с помощью параметра [28]. [c.234] В связи с этим, при расчетной оценке сроков ресурса сварных соединении важное значение имеет учет как общережимных условий работы энергетического оборудования, так и конкретных условий эксплуатации паропроводов рабочих фактических параметров пара, циклических нагрузок и др. [c.235] Вернуться к основной статье