Коррозионные проявления микроструктурных повреждений в трубах тепловоспринимающих элементов и трубопроводных систем

• Автор: Артамонцев, Александр Иванович
• Шифр специальности: 05.14.14, 05.14.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 120 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Список принятых сокращений и условных обозначений

Введение.

Глава 1. Современные представления о коррозионных повреждениях

теплоэнергетических трубопроводных систем

1.1. Коррозионные повреждения, определяющие состояние трубопроводных систем

1.2. Механизмы структурных коррозионных повреждений

1.3. Определение задач исследований

Глава 2. Методические положения исследования микроструктурных

повреждений

2.1. Физическая модель стенки трубы как методологическая основа исследований

2.2. Требования к методу исследования микроструктуры стенки трубы.
2.3. Особенности методики исследования структурной неоднородности стенки трубы
2.3.1. Измерение средних внутренних микронапряжений второго рода.
2.3.2. Измерение средних внутренних макронапряжений первого рода, линейных термических расширений и периода кристаллической решетки
Глава 3. Экспериментальные исследования коррозионных проявлений в
трубах.
3.1. Методика коррозионных испытаний.
3.2. Изменение массы образцов при коррозионных испытаниях .
3.3. Изменение микротврдости образцов.
3.4. Развитие структурных трещин.
Глава 4. Обоснование направлений минимизации структурных
предпосылок коррозии.
4.1. Анализ экспериментальных данных о структурной однородности трубы
4.2. Физикохимическая модель коррозии труб
4.3. Основы подавления структурной коррозии.
Заключение..
Список литературы


Наряду с этим элементы тепломеханического оборудования, трубопроводные системы воды и пара, котлы, паропроводы турбин, вспомогательное оборудование - это сложные трубные системы с сочетанием гибов и прямых участков, тройников, металл которых подвергается сварке, гибке, волочению и т. В результате термических и механических воздействий в структуре трубных изделий возможны фазовые превращения, существенно изменяющие свойства сталей и не способствующие установлению внутренней структурной однородности, следовательно, и однородности внутренних зональных напряжений. В числе наиболее актуальных для теплоэнергетики задач значатся проблемы обеспечения эксплуатационной надежности, безопасности, увеличения коэффициента использования установленной мощности, продления срока службы и повышения эффективности работы действующих котельных агрегатов. При этом главное внимание уделяется коррозионной стойкости трубных пучков поверхностей нагрева. Статистика повреждений труб котлов свидетельствует, что в трубах % кольцевых трещин и % расслоений -дефекты сварных швов, % - металлургические дефекты, 5-7% эрозионные, % - дефекты брака при ремонте. Повреждения труб котлов относятся: к дефектам металла - %, дефектам изготовления - %, термоусталостной коррозии - %, газовой коррозии - %, тепловому перегреву из-за нарушения ВХР и отложений - % [7]. За - тыс. Вт/см расчётный температурный перепад по толщине стенки 5 мм составляет от до °С. Суммарное воздействие всех перечисленных эксплуатационных факторов приводит к температурам, превышающим допустимые для материала. Таким образом, есть все основания предполагать, что основная причина повреждений трубопроводных систем и труб поверхностей нагрева связана со структурными температурными отклонениями в материале стенок труб вследствие специфики их изготовления и условий эксплуатации, которые в совокупности проявляют себя в виде коррозионных эффектов. Другими словами, причинами аварий рабочих элементов тепломеханического оборудования являются усталостные изменения, вызванные интенсивными механическими и термическими нагрузками. Целью работы является оценка влияния микроструктурной повреждаемости труб в трубопроводных и теплообменных системах разного назначения на коррозию металла в условиях, характерных для эксплуатации, и обоснование с учетом этого рекомендаций по повышению их коррозионной стойкости. Указанная цель достигается: разработкой физической модели коррозионного процесса на базе исследования фазовой структуры коррозионных отложений на внутренней поверхности труб котельного агрегата; рентгенодилатометрическими исследованиями внутриструктурных напряжений материала труб поверхностей нагрева; разработкой методики и экспериментальной установки для коррозионных испытаний образцов труб; проведением коррозионных испытаний образцов труб и сравнением их результатов с данными, полученными при экспериментальных исследованиях структурных напряжений. ЗАО «Инженерный центр» ОАО «Новосибирскэнерго» для назначения регламента работ при монтаже и ремонте по результатам диагностирования поверхностей нагрева котлов и теплообменников и других трубных систем, а также в учебном процессе по специальностям «Тепловые электрические станции», «Промышленная теплоэнергетика», «Котло- и реакторостроение» в Томском политехническом университете. Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались: на VII, IX, XI, XII всероссийских научно-технических конференциях «Энергетика: экология, надежность, безопасность» (Томск, , , , г. Наука, техника инновации» (Новосибирск, г. III и IV семинарах вузов Сибири и Дальнего Востока по теплофизике и теплоэнергетике (Барнаул, г. Владивосток, г. II и IV всероссийских совещаниях « Энергоэффективность, энергосбережение, и энергетическая безопасность регионов России» (Томск, , г. Публикации. Основные результаты диссертационной работы представлены в опубликованных работах, среди которых 2 статьи в рецензируемом издании (список ВАК) и материалы докладов в сборниках вышеперечисленных конференций. Содержание работы изложено во введении, четырёх главах и заключении.