Влияние технологических дефектов на прочность и ресурс металла корпусов тепломеханического оборудования ТЭС при термомеханических воздействиях

• Автор: Сайкова, Мария Сергеевна
• Шифр специальности: 05.16.09
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 146 с. : ил.

Оглавление
Введение

Глава 1. Анализ химического состава, структуры и механических

свойств металла корпусов тепломеханического оборудования ТЭС.

1.1 Основные материалы, применяемые для изготовления

корпусов тепломеханического оборудования ТЭС.

1.2 Химический состав и качество изготовления корпусных сталей

1.3 Механические свойства котельных сталей

1.3.1 Распределение механических свойств

1.3.2 Анизотропия механических свойств листового материала.

1.3.3 Влияние металлургического качества металла и толщины

листа на сопротивляемость хрупким разрушениям .
1.4 Изменение структурномеханических характеристик металла корпусов теплоэнергетического оборудования
в процессе эксплуатации
Выводы по главе 1
Глава 2. Методы оценки прочности и ресурса металла корпусов энергооборудования.
2.1 Конструктивные особенности корпусов энергооборудования.
2.2 Основные требования к конструкции. Условия эксплуатации
2.3 Методы оценки прочности
2.4 Технологические дефекты в толстостенных корпусах энергооборудования.
2.5 Анализ факторов, влияющих на развитие дефектов типа расслоение. Вывод модельных задач
Выводы по главе 2
Глава 3. Методы расчта оболочек с трещинами.
3.1 Математические трещины и трещиноиодобные дефекты в оболочках применительно к энергооборудованию.
3.2 Напряженнодеформированное состояние у вершины
трещины и параметры, его характеризующие.
3.3 Кинетика коррозионноусталостных трещин
3.4 Численное моделирование задач термоупругости и
термоупругопластичности для тел с трещинами методом
конечных элементов
Выводы по главе 3
Глава 4. Влияние одиночного дефекта типа расслоение на прочность корпусных элементов при термомеханических воздействиях.
4.1 Задача нестационарной термоупругости для одиночной
трещины в стенке, параллельной границе.
4.1.1 Постановка задачи
4.1.2 Методика решения. Решение тестовой задачи
4.1.3 Нестационарное температурное поле при линейном
изменении температуры среды и термоударе.
4.1.4 Коэффициенты интенсивности напряжений.
4.1.5 Пример решения термоупругопластической задачи.
4.2 Задача нестационарной термоупругости для
цилиндрической стенки с дугообразной трещиной.
4.3 Оценка двумерного решения.
4.4 Расслоение в эллиптическом днище
Выводы по главе 4
Глава 5. Оценка влияния ансамбля дефектов на прочность
при нестационарных температурных воздействиях.
5.1 Взаимодействие дефектов при нестационарном
термонагружении.
5.2 Пример расчета для ансамбля дефектов в обечайке
при нестационарном термонагружении
5.3 Опыт эксплуатации оборудования с расслоениями.
Практические рекомендации.
Выводы по главе 5
Приложение. Метод объемного интегрирования при решении задач
термоупругопластичности для тел с трещинами.
Литература


С. Влияние технологических дефектов на прочность и ресурс цилиндрических элементов ТЭС при нестационарных температурных режимах. Научно-технические ведомости СП6ГГ1У. Вып. Павилайнен В. Я., Сайкова М. С. Критические параметры устой- чивости и расслоения в двухслойном кольце при температурных воздействиях. Вестник СПбГУ, Серия I. Математика. Механика. Астрономия. Вып. Павилайнен В. Я., Сайкова М. С. Исследование потери устойчивости в двухслойном кольце при температурных воздействиях. В сб. Нелинейные проблемы механики и физики деформируемого твердого тела. Изд-во СПбГУ, Санкт-Петербург, , с. Сайкова М. С. Влияние физических и геометрических параметров на расслоение в двухслойном кольце при температурном воздействии. В сб: Труды четвертых поляховских чтений. Санкт-Петербург, , с. Судаков А. В., Данюшевский И. А., Сайкова М. С. Учет дефектов при экспертизе промышленной безопасности и оценке ресурса элементов котлов и трубопроводов. Берг-Коллегия. Изд-во Гранд, Санкт-Петербург, , с. Gomera V. P., Sokolov V. L., Fedorov V. P., Okhotnikov A. A., Saykova MS'. Inspection of the Pressure Vessel Used in Petrochemical with AE Examination In: Proceeding of the th European conference on Acoustic Emission Testing (EWGAE ), Vienna, Austria, September 8-, (in CD-RGM) Abstract booklet of the th European conference on Acoustic Emission Testing (EWGAE ), Vienna, Austria, September 8-, , p. Сайкова M. C., Гаврилов C. H. Об учете дефектов при оценке ресурса элементов котлов и трубопроводов. В сб: Материалы II Международной Уральской научно-практической конференции. Челябинск, , с. Gomera V. P., Sokolov V. L., Fedorov V. P., Okhotnikov A. A., Saykova M. S., Use of AE Method for Detection of Steel Lamination in the Industrial Pressure Vessel In: Journal of Acoustic Emission (Acoustic Emission Group, Ehcino, CA, USA). Vol. Сайкова М. С. /Сонечно-элементное моделирование напряженно-деформированного состояния цилиндрической оболочки с термоизолированной дуговой трещиной при нестационарном воздействии. В сб: Труды семинара “Компьютерные методы в механике сплошной среды”. Изд-во СПбГУ, СПб, , с. Международной научной конференции но механике ’’Четвертые поляховские чтения”, . Международной Уральской научно-практической конференции “Обеспечение надежности теплоэнергетического оборудования в условиях длительной эксплуатации”, . Компьютерные методы механики сплошных сред”, организованных совместно кафедрами теоретической механики и прикладной математики СПбГУ и ПГУПС, . Международной конференции ’’European conference on Acoustic Emission Testing” ,. Глава 1. Выбор материалов для изготовления корпусов тепломеханического оборудования ТЭС одной стороны, определяется условиями эксплуатации, которые, характеризуются действием высоких температур, напряжений от давления и температурных деформаций, коррозионным воздействием среды, а с другой - уровнем знаний в области материаловедения, и прочности металлов, базирующихся не только на результатах научных экспериментов, но и в значительной степени на опыте длительной эксплуатации. Эксплуатируемые' на современных ТЭС крупногабаритные корпуса теплообменного оборудования и барабаны котлов ВД выполнены из горячекатанной стали путем штамповки полуобечаек и днищ с последующей их сваркой продольными, и кольцевыми швами. Основные положения выбора материалов для элементов котлов и вспомогательного оборудования устанавливаются ’’Правилами устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов” ПБ -4 и “Правилами устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением” ПБ -6, утвержденными Ростехнадзором [1,2]. В соответствии с Правилами, для изготовления ответственных элементов котлов и сосудов, работающих под давлением, используют малоуглеродистые и низколегированные стали повышенной прочности. Барабаны, стационарных паровых котлов, с номинальным рабочим давлением от ,0 до ,5- МПа изготавливаются в соответствии с общими техническими требованиями по СТО ЦКТИ . Барабаны сварные стационарных паровых котлов. Общие технические требования к изготовлению” [3].