ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы УСО О Прогнозирование остаточного ресурса пароперегревателей и паропроводов из "Работоспособность и долговечность металла энергетического оборудования " Повреждение поверхноетей нагрева котлов является основной причиной (80—85%) вынужденных остановов блочного оборудования ТЭС, простоев в аварийных ремонтах и недовыработки электроэнергии. В качестве основных повреждающих факторов труб поверхностей нагрева следует назвать следующие температурные перегревы коррозия на внутренних поверхностях, приводящая к уменьщению толщины стенок водородное охрупчивание, приводящее к хрупкому разрушению поврежденных участков металла повреждения из-за дефектов сварки и т.п. [c.213] Одними из основных причин повреждения поверхностей нагрева после длительной работы котлов являются исчерпание ресурса металла, а также перегревы труб, вызванные наличием тепловых разверток, нарушением топочного режима и т.п. [c.213] В настоящее время прогнозирование остаточного ресурса рассматривается как одна из функций системы технического диагностирования энергетических объектов, в частности котлоагрегатов. Сложность методов достоверного установления остаточного ресурса элементов поверхностей нагрева котлов ВД вызвана невозможностью длительных испытаний труб большого количества котлов, работающих в широком интервале температур, и различной продолжительностью эксплуатационной наработки, особенно в режиме частых пусков и остановов. [c.213] Вопрос прогнозирования остаточного ресурса является весьма актуальным, так как многие агрегаты отработали расчетный срок, и одновременная замена большого количества поверхностей невозможна и экономически нецелесообразна, так как не все поверхности исчерпали свой физический ресурс. [c.213] На электростанциях Донбассэнерго опробованы и применяются ряд методов оценки остаточной долговечности труб пароперегревателей из перлитных и аустенитных сталей. [c.213] Для высокотемпературных участков поверхностей нагрева (начиная с температуры 510 °С) применяется методика ВТИ по толщине окалины [120]. При незначительных утонениях стенки и наружной коррозии, но достаточной внутренней окалине (глубина внутренней окалины 0,15—0,20 мм) оценка остаточного ресурса может производиться по методу определения долговечности труб по толщине окалины на внутренней поверхности труб. [c.213] Для сохранения окалины с внутренней поверхности образцы заливают сплавом Вуда, затем на токарном станке снимают с одной стороны слой 1—2 мм, делают шлиф и травят в 3%-ном спиртовом растворе азотной кислоты. Замеряют максимальную толщину окалины, делая 8—10 замеров, и вычисляют ее среднее значение Аок, мм. Глубину коррозии подсчитывают [121] по формуле AS= 0,48Лок- По значению А5 и фактической наработке с помощью графика (рис.5.13) определяют [122] эквивалентную температуру эксплуатации на внутренней поверхности трубы. Эквивалентную температуру эксплуатации на наружной поверхности определяют, добавляя Ata — разницу между наружной и внутренней поверхностями трубы. [c.214] В [123] разработан также способ оценки остаточной долговечности металла труб из стали 12Х18Н12Т, который позволяет по данным химического анализа содержания железа и хрома в анодном осадке определить эквивалентную температуру эксплуатации за весь период работы. [c.215] Для более точного определения эквивалентной температуры кроме вышеописанного метода применяется метод определения температуры по содержанию хрома в отложениях на наружной поверхности труб. Метод приемлем для сталей как перлитного класса, так и аустенитного. [c.216] В условиях работы химических лабораторий электростанций определение хрома в наружной окалине предпочтительнее химическим методом. Установлена зависимость определения хрома в наружном слое окалины перлитных сталей от эквивалентной температуры эксплуатации. [c.216] Полученные результаты исследования показали, что при содержании хрома в перлитных сталях до 2,5% эквивалентная температура эксплуатации не превышает 550 °С, а для сталей аустенитного класса при содержании хрома более 16% температура эксплуатации труб будет достигать 630 °С. При больших содержаниях хрома в окалине эквивалентная температура эксплуатации превышает предельную для данной марки стали. [c.216] Метод определения эквивалентной температуры по наружной окалине может производиться и неразрушающим методом, т.е. отбор необходимого количеетва окалины производится в котле непосредственно с трубы без ее вырезки. Ни одна из вышеупомянутых методик не учитывает влияния на ресурс металла его структурного состояния и изменения механических свойств, вызванных старением металла в процессе длительной эксплуатации. Поэтому для принятия решений по замене труб в период ремонта необходимо руководствоваться не только расчетами по существующим методикам, но и полным иеследованием металла. [c.217] Существующие методики имеют ряд недостатков. [c.217] Методика ВТИ [120] предполагает вырезку образцов для исследований, что не всегда возможно сделать в текущий ремонт. Кроме того, удаление окалины в процессе эксплуатации приводит к резкому повыщению остаточного ресурса даже при заметном уменьшении толщины стенки трубы и снижению механических свойств металла. [c.217] В методике Донбассэнерго [124] допущены постоянство температуры стенки трубы и линейная зависимость величины износа стенки трубы со временем. Практически скорость износа нелинейна (с течением времени может снижаться или при переходе, например, с газа на мазут возрастать), и истинная температура металла тоже меняется при изменении на котле вида сжигаемого топлива или водно-химического режима. [c.217] По толщине окалины на внутренней поверхности трубы и по содержанию хрома в окалине на наружной поверхности определяется эквивалентная температура труб, и по всему комплексу свойств оценивается ресурс надежной работы пароперегревателя. Для пароперегревателей из аустенитной стали 12Х18Н12Т расчет остаточного ресурса производится по суммарному содержанию хрома и железа в анодном осадке и состоянию структуры и свойств металла. [c.218] Сопоставление результатов, полученных по комплексному методу оценки ресурса, с повреждаемостью пароперегревателей в процессе эксплуатации свидетельствует о достаточно высокой степени оценки ресурса исследованных труб. Целенаправленная работа по повыщению надежности поверхностей нагрева позволила снизить поврежденность пароперегревателей блочных котлов на 60%, а поврежденность поверхностей нагрева — в 2 раза. [c.218] Сварные соединения паропроводов наряду с гибами относятся к наиболее часто повреждаемым элементам паропроводов. Это объясняется повыщением уровня действующих напряжений в металле элементов сложной геометрической формы, действие которых сопровождается пластическими деформациями металла, а также сложным знакопеременным характером нагрузок, в результате которых происходит снижение длительной прочности и пластичности металла. [c.218] Вернуться к основной статье