ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Повреждения гибов паропроводов и пароперегревателей из "Работоспособность и долговечность металла энергетического оборудования " Значительное влияние на жаропрочные свойства и процесс накопления повреждений оказывает предварительная деформация. В элементах оборудования энергоустановок в связи с технологическими особенностями их изготовления в пластически деформированном состоянии в основном проставляются такие детали паропроводов и пароперегревателей, как изогнутые трубы (гибы). Гибы паропроводов и пароперегревателей из стали 12X1МФ изготавливаются в основном методом холодной гибки. Степень деформации в растянутой зоне гибов в среднем составляет 10—15%. Гибы паропроводов с толщиной стенки 10—20 мм и выше в зависимости от конструкции подвергаются высокому отпуску при 700—740 °С. [c.24] Изучая влияние наклепа на жаропрочные свойства стали, необходимо учитывать двоякую роль предварительной деформации. [c.24] Во-первых, эта операция приводит к снижению пластичности при длительном разрыве и оказывает влияние на сопротивление разрушению при ползучести. Снижение деформационной способности в результате наклепа способствует повышению вероятности преждевременных (по сравнению с расчетным сроком) разрушений металла при возникновении колебаний температурно-силовых режимов в условиях длительной эксплуатации. [c.24] Во-вторых, в результате наклепа создается поле остаточных напряжений с концентрацией и градиентом их в отдельных объемах металла, что стимулирует развитие диффузионных процессов и как следствие влияет на кинетику структурных и фазовых превращений в стали, что в конечном итоге сказывается на сопротивлении деформированию и разрушению. [c.24] Неравномерное протекание деформации при наклепе создает микроскопический градиент напряжений, который по закону восходящей диффузии приводит к ускорению диффузионных процессов. [c.24] В последнее время на некоторых электростанциях наблюдались случаи разрушения гнутых участков труб длительно работающих паропроводов [16]. [c.24] Разрушение гибов трубопроводов от ползучести связано с рядом факторов, среди которых существенную роль играет предварительная пластическая деформация. Для понимания этого процесса рассмотрим влияние отдельных факторов на работоспособность гибов, в первую очередь паропроводов. [c.25] Существенное влияние на долговечность гибов оказывает термическая обработка труб, которая определяет их структурное состояние. Как было показано выше, структурную чувствительность проявляют скорость ползучести, процесс накопления повреждений. [c.25] Помимо влияния на свойства жаропрочности. холодная пластическая деформация оказывает заметное влияние на длительную пластичность сталей в 118 . В результате длительных испытаний при 540 образцов из стали 12X1МФ в наклепанном состоянии выявлено, что под действием наклепа происходит существенное снижение длительной пластичности до 1—7% для наклепанного металла против 8—15% для исходного металла. [c.26] Основным фактором, определяющим изменение строения и свойств металла в результате холодной пластической деформации, является накопленная энергия в деформированном металле, которая связана с изменением дислокационной структуры. Эта накопленная (скрытая) энергия деформирования определяет необратимые процессы в зерне, которые вызывают последующие изменения дислокационной структуры материала в условиях эксплуатации и определяют жаропрочные свойства стали. [c.26] В [191 показано, что холодная пластическая деформация не меняет качественной картины развития разрушения в стали, т.е. в эксплуатационных условиях разрушение происходит порообразованием. Однако количественные характеристики повреж-денности исходного и деформированного металла заметно отличаются друг от друга. Так, в металле с феррито-карбидной структурой при ползучести в области температур 560—600 °С в деформированном состоянии первые поры появляются при меньшей деформации ползучести, чем в недеформированном металле. [c.27] При испытаниях на длительную прочность в предварительно деформированном металле поврежденность по длине образца распределена более равномерно, степень локализации поврежденного материала при ползучести в деформированном металле меньше, что оказывает влияние на снижение длительной пластичности стали. На третьей стадии ползучести в деформированном металле скорость накопления повреждений в 2—4 раза больше, чем в недеформированном. [c.27] Эффективным мероприятием по уменьшению влияния гибки на процесс накопления поврежденности при ползучести является высокий отпуск. Отпуск при 710 в течение 1 ч приводит к перераспределению накопленных при пластической деформации дислокаций с образованием стенок и сеток. Вследствие частичной аннигиляции дислокаций их плотность несколько уменьшается. Закономерности накопления повреждений при испытании отпущенного металла приближаются к уровню исходного состояния независимо от структуры стали. [c.27] Величина приложенных напряжений при данной температуре определяет механизм зарождения и развития повреждений. При высоких напряжениях межзеренное разрушение происходит путем зарождения и роста клиновидных трещин, которые появляются на стыке трех зерен и распространяются по границам. Поэтому присутствие в структуре разрушенных деталей клиновидных трещин свидетельствует о высоком уровне напряжений, приближающемся к границе между областями а п б на карте механизмов ползучести и разрущения. [c.28] Превыщение эксплуатационной температуры выше расчетной приводит к интенсификации диффузионных процессов, что сказывается на изменениях дислокационной структуры гибов и на характере развития разрушения. При одном и том же времени эксплуатации с ростом температуры возрастают размеры субзерен, более интенсивно протекают процессы рекристаллизации, т.е. ускоряются разупрочняющие процессы. При температуре 600 °С и выше рекристаллизация осуществляется не только на стадии образования зародышей внутри исходных зерен, но и путем миграции границ зерен. Такие изменения в структуре металла наблюдаются при приближении к границе между областями бив карты. [c.28] В зависимости от условий эксплуатации изменяется характер распределения поврежденности порами по толщине растянутой зоны гиба паропроводов. В случае работы в условиях повышенных напряжений отмечается высокая плотность несплошностей по всей толщине трубы. [c.28] На рис. 1.13 представлены кривые измерения плотности пор по толщине грубы в зоне распространения трещины в сечении, отстоящем на 3 мм от трещины. Кривая / соответствует поврежденности гиба с пониженной жаропрочностью, кривая 2 — поврежденности гиба, разрушившегося под действием повышенных напряжений. Такое распределение пор по сечению трубы. [c.28] Вернуться к основной статье