Прогнозирование числа повреждений на трубопроводах и динамики роста трещин на необогреваемых элементах паровых котлов ТЭС

• Автор: Беляков, Андрей Александрович
• Шифр специальности: 05.14.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Иваново
• Количество страниц: 135 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Повреждаемость отдельных элементов паропроводов ТЭС виды дефектов, причины их появления.

1.2. Виды дефектов, возникающих в барабанах и гибах необогреваемых труб котлов ТЭС

1.3. Коррозионная усталость основной механизм деградации металла оборудования

1.4. Нормативная база, методы оценки состояния оборудования, его ремонтопригодность и живучесть. Способы продления сроков эксплуатации оборудования.
1.5. Математические модели прогнозирования дефектов в оборудовании. Постановка задачи исследования

Выводы по главе.

МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ РОСТА ЧИСЛА

ДЕФЕКТОВ В ТРУБОПРОВОДАХ

2.1. Полуэмпирическое уравнение роста числа дефектов на детерминированном уровне описания.
2.2. Стохастическая модель роста числа дефектов на основе уравнения Колмогорова. Метод моментов.
Выводы по главе.
ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ОБЪЕМОВ ТЕХНИЧЕСКОГО
ОБСЛУЖИВАНИЯ И РЕМОНТА ТРУБОПРОВОДОВ
3.1. Некоторые результаты обследования состояния трубопроводов
Рязанской ГРЭС
3.2. Прогноз числа повреждений и анализ результатов
3.3. Верификация математической модели.
3.4. Электронный паспорт прогноза объема ремонтных работ и технического обслуживания трубопроводов
Выводы по главе
РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ РОСТА ТРЕЩИН В
МЕТАЛЛЕ НЕОБОГРЕВАЕМЫХ ЭЛЕМЕНТОВ КОТЛОВ
4.1. Теория Гриффитса и уравнения ЭрдоганаФорманаПэриса.
4.2. Модельное полуэмпирическое уравнение роста трещин на детерминированном уровне описания
4.3. Расчет флуктуаций роста трещин на основе уравнения
ФоккераПланка.
4.4. Примеры прогноза роста трещин в нсобогреваемых элементах котлов и верификация математической модели на основе результатов обследований
4.5. Электронный паспорт прогноза роста трещин на
необогреваемых элементах паровых котлов
Выводы по главе
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ
ЛИТЕРАТУРА


Седьмая межрегиональная научно-техническая конференция студентов и аспирантов «Информационные технологии, энергетика и экономика», Смоленск, . V региональная научно-практическая конференция «Состояние, перспективы строительства и ввода в эксплуатацию энергоблоков Ростовской АЭС. Безопасная эксплуатация энергоблоков АЭС», Волгодонск, . Международная научно-техническая конференция «Состояние и перспективы развития электротехнологии» (XV Бенардосовские чтения), Иваново, . Шестьдесят третья Региональная научно-техническая конференция студентов, аспирантов и магистрантов высших учебных заведений с международным участием, Ярославль, . Структура и объем работы. Работа содержит 7 страниц основного текста, рисунков, 8 таблиц и состоит из введения, 4 глав, заключения и списка литературных источников из 0 наименований. ГЛАВА 1. Трубопроводы энергоустановок находятся в сложных, тяжелых и многофакторных условиях нагружения. В стационарных режимах они испытывают действие давления, усилий самокомпенсации температурных расширений, весовой нагрузки. В неустановившемся режиме в них возникают дополнительные напряжения, обусловленные перепадом температур по толщине стенки и периметру трубных элементов. Многие трубопроводы эксплуатируются при высокой температуре нагрева, вызывающей ползучесть. Такие элементы, как колена и тройники, характеризуются весьма сложным распределением напряжений. Пуски-остановы энергоагрегатов создают циклическое нагружение паропроводов. Следует отметить, что четверть всех повреждений трубопроводов отечественных ТЭС относятся к опасным - разрывы элементов (гибов, сварных соединений). При этом ,5% общего количества повреждений приходится на сварные соединения, а ,5% относится к гибам [1, 2]. На трубопровод, находящейся в эксплуатации, воздействуют следующие нагружающие факторы: давление, весовая нагрузка, самокомпенсация температурных расширений, неравномерный нафев, вибрационные воздействия. Значение той или иной нафузки зависит от условий эксплуатации трубопровода, особенностей его выполнения. Наиболее повреждаемыми участками паропроводов являются сварные угловые швы в местах приварки штуцеров (% общего количества повреждений), стыковые сварные соединения (%) и гибы(%) [1, 3]. Сварные соединения теплоустойчивых хромомолибденованадиевых сталей Х1МФ и X1М1Ф с металлом шва X1МФ, выполненные по штатной технологии для паропроводов тепловых электростанций, характеризуются химической, структурной и механической неоднородностями металла зон [4-6]. Это обусловлено разницей в легировании (и по содержанию углерода) металла шва по сравнению со свариваемой сталыо с целью борьбы с кристаллизационными трещинами (необходимость в повышении горячей пластичности шва в температурном интервале хрупкости при кристаллизации) и связано с реакцией упрочненной стали к термическому (термодеформационному) циклу сварки. Образуемая при сварке зона термического влияния основного металла, примыкающая к сварному шву, в силу реализуемых при сварке структурных превращений (и не устраняемая при послесварочном высоком отпуске) отличается пониженными свойствами по сравнению со свариваемой сталью. Зона термического влияния сварных соединений эксплуатирующихся паропроводов является наиболее слабым участком, но которому развиваются типичные повреждения в виде трещин как на отечественных, так и на зарубежных паропроводах ТЭС [7, 8]. Химическая, структурная и механическая неоднородности металла зон представляют собой технологическую и металлургическую наследственности, которые сохраняются в процессе всего эксплуатационного ресурса сварных соединений паропроводов в условиях ползучести. Неоднородность структуры и свойств, которая являє гея следствием влияния сварочно-термической технологии, в значительной степени определяет жаропрочность сварных соединений, что, в свою очередь, должно учитываться при решении задач по обеспечению высокой эксплуатационной надежности сварных конструкций и продлению их ресурса с учетом особенностей эксплуатации [7, 9-]. Следует отметить, что повреждения сварных соединений обусловлены рядом причин, из которых можно выделить следующие.