Оценка работоспособности труб поверхностей нагрева паровых котлов на основе температурной рентгенографии

• Автор: Любимова, Людмила Леонидовна
• Шифр специальности: 05.14.14, 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 174 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ

Список принятых сокращений и условных обозначений

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ИЗУЧЕННОСТИ МИКРОСТРУКТУРЫ СТАЛИ В СВЯЗИ С ЕЕ ПРОЧНОСТНЫМИ И КОРРОЗИОННЫМИ СВОЙСТВАМИ

1.1. Обзор существующих представлений механизма хрупких разрушений

1.2. Анализ основных результатов исследования микроструктуры сталей как фактора прочности, долговечности и коррозионной стойкости.

1.3. Физические методы исследования структуры и свойств вещества.

1.4. Обоснование метода и постановка задачи исследований

ГЛАВА 2. МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ И ТЕХНИКА ЭКСПЕРИМЕНТА.

2.1. Общие положения

2.2. Техника эксперимента для исследований структурных превращений в сталях методом высокотемпературной рентгенографии.
2.3. Методика определения размеров кристаллитов и внутренних микронапрмжений II рода по ушпрсппгс дифракционных
линий с учетом микроискажений и дисперсности.
2.4. Методика определения размеров кристаллитов и функции
распределения кристаллитов по размерам при аппроксимации профиля рентгеновской дифракционной линии функцией Фойгга.
2.5. Методика качественной оценки внутренних
микронапряжений II рода по выражению Секито
2.6. Оценка макронапряжений I рода зональных в случае
линейнонапряженного состояния.
2.7. Методика определения размеров зерен по относительной
интенсивности дифракционных линий с учетом эффекта первичной экстиикции.
2.8. Рентгеновская микродилатометрия
2.9. Методика определения параметра элементарной ячейки
кристалла
ГЛАВА 3 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
ЗАВИСИМОСТЕЙ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕМЕНТАРНЫХ ЯЧЕЕК ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СТАЛЕЙ ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ. ЛИНЕЙНЫЕ ТЕРМИЧЕСКИЕ РАСШИРЕНИЯ КРИСТАЛЛИЧЕСКИХ РЕШЕТОК
3.1. Зависимость параметра и коэффициентов линейных
термических расширений кристаллических решеток стали 0ХНТ от температуры отжига.
3.2. Зависимость параметра и коэффициентов линейных термических расширений кристачлических решеток стали
Х1МФ от температуры отжига.
3.3. Зависимость параметра и коэффициентов линейных
термических расширений кристаллических решеток стали от температуры отжига.
3.4. Оценка погрешности измерений параметра кристаллической
решетки и коэффициентов линейных термических расширений
3.4.1. Оценка погрешности измерений параметра кристаллической
решетки сталей 0ХНТ и Х1МФ
I 3.4.2. Оценка погрешности измерений параметра кристаллической
решетки стали
3.4.3. Оценка погрешности измерений коэффициентов линейных
термических расширений кристаллической решетки.
3.5. Обсуждение экспериментальных результатов.
ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ПО ОЦЕНКЕ ВНУТРЕННИХ
НАПРЯЖЕНИЙ, РАЗМЕРОВ ЗЕРЕН И
КРИСТАЛЛИТОВ.
4.1. Экспериментальные результаты оценки внутренних напряжений и размеров кристаллитов в образце стали
Х1МФ в процессе термоциклического отжига.
4.2. Экспериментальные результаты определения размеров зерен в образце стали Х1МФ с учетом эффекта первичной
Э экстинкции
4.3. Экспериментальная оценка внутренних напряжений в образце
, стали в процессе термоциклического отжига
4.4. Экспериментальные результаты определения размеров зерен в
образце стали с учетом эффекта первичной экстиикции
4.5. Оценка погрешности измерений
, 4.5.1. Оценка погрешности определения размеров зерен с учетом
эффекта первичной экстинкции
4.5.2. Оценка погрешности определения внутренних
микронапряжений II рода
4.6. Обсуждение экспериментальных результатов
ГЛАВА 5. ОСНОВЫ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ФИЗИЧЕСКОГО РЕСУРСА
5.1. Линейные термические расширения.
5.2. Внутренние напряжения как фактор повреждаемости и
диагностический критерий.
5.3. Положения оценки физического ресурса стали
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ЛИТЕРАТУРА


Установлено, что наименьшим сопротивлением к КР сталь обладает после отпуска при температуре 5 С, при этом у нее наибольшая чувствительность к хрупкому разрушению. Лучшими характеристиками по всем
параметрам сталь обладает при температуре отпуска 0 0 С. Авторы объясняют это обстоятельство формированием благоприятной микроструктуры отпуска, а именно наличием однородного мартенсита с равномерным распределением в нем карбидов типа М3С. Повышение температуры отпуска до 0 0 С приводит к распаду мартенсита с неравномерным выделением спецкарбидов по границам аустенитных зерен. Вывод о равномерности и однородности в процессе термической обработки и их влиянии на механические свойства представляется в этой работе особенно ценным. Кроме того показано влияние растягивающих напряжений на склонность к КР. Оказывается, что коррозионное растрескивание происходит даже при низком уровне растягивающих напряжений ар 0,5а0 2. Исследовано сопротивление КР стали с поверхностным обезуглероживанием. Результаты показывают, что поверхностное обезуглероживание снижает чувствительность стали к КР т. КР. Кроме текстур на усталостное поведение материала оказывает влияние размер зерна и его рост при данной температуре. Оказывается, что трещина может останавливаться, т. Трещины возникают постоянно, но они могут достаточно долгое время не расти, если не возникают напряжения, способные преодолеть соответствующий барьер. Для максимального сопротивления усталости требуется иметь малое зерно на поверхности образца и большое внутри . В работе находит свое развитие одна из наиболее распространенных гипотез КРН гипотеза скольжениярастворения или растворения ступенек скольжения. Образованию трещин способствуют высокие остаточные напряжения, присутствие концентраторов напряжений и локальных пластических зон. Пластические деформации влияют на склонность сталей к КРН неоднозначно. Особенность деформаций поликристаллов неоднородность распределения пластической деформации в объеме и на поверхности тела. Из анализа литературных данных нет тесной связи между степенью пластической деформации и склонностью к КРН. Возможно, причина в том, что определение неоднородностей в очень малых объемах в части зерна при пластической деформации очень сложный и трудоемкий процесс. В конечном итоге авторы показали, что в исследуемых образцах наблюдалась микродеформационная неоднородность, имелись области сжатия и растяжения, имеет место внутризеренное скольжение в отдельных зернах металла, появляются полосы скольжения, в отдельных зернах скольжение вызывает зарождение субмикроскопических трещин около неметаллических включений. Кроме трещин видны следы питгинга. Трещины развиваются уже при микропластической деформации 1 2,5 предварительная деформация образцов была 1,3,6, и . Авторы встают на сторону одной из общепринятых гипотез растворения ступенек скольжения с разрушением защитной окисной пленки трещина появляется в месте активного растворения ступенек скольжения, очаг носит точечный характер, затем очаги сливаются, превращаются в протяженный дефект в виде трещины. Растворение происходит с поверхностей, на которые выходят дислокации. Ступенька скольжения возникает после пластической деформации. Решающее значение имеет при этом скорость освобождения ступеньки от пленки пассивирующего окисла. В настоящее время разрабатываются новые подходы к повреждаемости котельного металла порами ползучести. Так, в работе отмечается, что металл, работающий в условиях ползучести, повреждается порами. Это очень важный структурный параметр металла, поэтому необходимо знать особенности накопления этих очагов разрушения в процессе ползучести. В работе исследовалась сталь Х1МФ с ферритосорбитной структурой и бейнитной структурой при температуре 0 5 С, напряжениях 0 МПа в пределах области порообразования. По границам зерен обнаруживаются отдельные поры и цепочки пор это стадия образования первых микротрещин. Оценки объемной доли пор, выраженные в виде критической поврежденности йфит, при которой требуется экстренная замена поврежденного паропровода, и предельнодопустимой поврежденности порами Гпред, при достижении которой необходима плановая замена, приведены в табл.