Большая техническая энциклопедия
0 1 3 4 9
D V
А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ь Э Ю Я
Р- РА РЕ РИ РО РТ РУ РЫ

Работа - металл

 
Работа металла в зоне высоких температур вызывает структурные изменения, отражается на понижении прочности и может привести к повреждениям даже при умеренных напряжениях. Задача эксплуатации заключается в изучении закономерности повреждений, анализе их причин и - па основе опыта - разработке различных мероприятий по уменьшению износа, предупреждению повреждений и улучшению конструкции.
Зависимость предела длительной прочности от времени до разрушения. Работа металла при повышенной температуре отличается также той особенностью, что получают развитие диффузионные процессы, под влиянием которых могут существенно изменяться структура, а следовательно, и свойства металла. Под длительным воздействием повышенной температуры в углеродистой и низколегированной стали, особенно вблизи сварных швов, может происходить разложение цементита с выделением свободного углерода в форме графита - графитизация стали. При этом сталь сильно разупрочняется, вплоть до аварийной потери прочности.
Условия работы металла котлов высокого давления отличаются от условий работы металла котлов низкого и среднего давлений прежде всего внутренним давлением, испытываемым металлом отдельных его элементов.
Схема заполнения котла аммиаком для газовой консервации. Условия работы металла в котельных установках определяются тремя факторами: температурой, действующими напряжениями и сроком службы металла.
Условия работы металла в котлоагрегатах весьма разнообразны. Наиболее тяжелые они при сочетании высоких температур и механических нагрузок. В таких условиях работают трубы и камеры пароперегревателей, паропроводы и неохлаждаемые детали: подвески, опоры, крепления.
Условия работы металла барабанов и коллекторов паровых котлов тяжелые, так как металл находится одновременно под воздействием высоких температур, механических напряжений и агрессивной среды, в результате чего в металле могут возникнуть изменения структуры и иеханиче спь х свойств, явления ползучести ьоррозия, что в свою оче роль мзлсе.
Условия работы металла труб в газонефтепроводах высокого давления сугубо специфичны, резко отличаются от условий работы металла в других стальных конструкциях, что обусловлено следующими факторами.
Условия работы металла труб в газопроводах сугубо специфичны, резко отличаются от условий работы металла в других стальных конструкциях, что обусловлено целым рядом факторов.
Условия работы металла проточной части турбин отличны от условий работы котельного металла. В проточкой части турбины идет расширение пара при резком снижении его давления и сверхзвуковой скорости потока. Эти факторы изменения среды оказывают влияние на растворимость примесей в паре, образование концентрированных растворов отдельных соединений, возникновение отложений на поверхности металла. При условиях высокого его напряжения появляется угроза коррозионного растрескивания.
Надежность работы металла проточной части турбин в значительной степени зависит от наличия отложений на его поверхности. Накопление отложений в проточной части турбин является следствием загрязнений пара, поступающего в турбину. Эти загрязнения образуют в проточной части как твердые нерастворимые в воде отложения, так и растворимые, способствующие протеканию коррозионных процессов. Большинство загрязнений, содержащихся в паре, в турбине переходит в состояние твердой фазы, частично осаждаясь в проточной части, частично уносясь паром в конденсатор.
Распределение напряжений в крестовом образце. Условия работы металла различных зон центральной пластины крестового образца неодинаковы. В зоне наибольшей концентрации предел текучести и предел прочности значительно повышаются. Пластические деформации сосредотачиваются на участках, удаленных от мест крепления концевых планок. Измерения напряжений в крестовых образцах показали, что концентрация напряжений создается в них не только из-за резкого изменения формы в сечении у концов прикрепляемых элементов, но и за счет особых условий передачи нагрузки, осуществляемой через концевые планки.

При работе металла в качестве анода очень важно появление покровных пленок, которые могут образовываться в различной форме и составе. Обычно все металлы еще на воздухе под действием кислорода покрываются окисной пленкой. При работе металла как анода в электролиге начинаются реакции окисления, в результате которых образуются окисные пленки с различными свойствами.
При работе металла в коррозионноактивных условиях, необходимо соблюдать ряд мер, уменьшающих коррозию металла и увеличивающих долговечность конструкции. Например, совершенно недопустим прямой контакт конструкции из алюминиевого сплава с деталями из меди, латуни, нержавеющей стали.
При работе металла в условиях повышенной температуры и при контакте с агрессивной средой большое значение имеет его химическая стойкость. Так как химические реакции начинают развиваться на поверхности изделий, то оказывается достаточным осуществить защиту материала от коррозии путем создания тонкого поверхностного слоя, стойкого против коррозии.
При работе металлов в водородсодержа-щих газовых средах при повышенных температурах и высоких давлениях водород легко диффундирует в металл и реагирует с окислами, образуя воду, с углеродом - образуя метан, с серой, фосфором и другими элементами - образуя соответствующие соединения. Это может привести к образованию рыхлой структуры, возникновению напряжений и разрушению.
При работе металла на изгиб и кручение наибольшую нагрузку несут волокна, расположенные на поверхности деталей. Поэтому трещины усталости образуются обычно на поверхности. Отсюда понятно, какое важное значение имеет состояние поверхности детали для сопротивления усталости: если на поверхности детали имеются надрезы, следы резца, риски, царапины, то на такой поверхности детали скорее возникнут усталостные трещины. Аналогично этому всякие выточки, переходы сечения являются местами быстрейших образований трещин, и чем резче ( - острее) переход, выточка, надрез, тем меньшее сопротивление усталости имеет такая поверхность.
Определение коэффициента k. При работе металла сосуда в упругой области имеет место также концентрация напряжений около отверстий.
Весьма ответственна работа металла трубопроводов пара и горячей воды котлов высокого и сверхкритического давления.
Схемы взаимного движения пара и продуктов сгорания в конвективных пароперегревателях.| Крепление вертикального конвективного пароперегревателя. Однако условия работы металла лучше, так как змеевики с наибольшей температурой пара обогреваются продуктами сгорания, уже частично охлажденными на входном участке пароперегревателя. Первичный конвективный пароперегреватель обычно устанавливают в горизонтальном газоходе между топкой и конвективной шахтой, а змеевики его располагают вертикально.
Отличительные особенности работы металла в СТпВД - высокая температура, длительное непрерывное или с кратковременными перерывами действие нагрузки при наличии газовой среды, которая может, в свою очередь, оказать химическое и механическое воздействие на металл. Рабочие среды химических производств отличаются высокой коррозионной активностью.
По вопросу работы металла Главным техническим управлением по эксплуатации энергосистем был выпущен ряд инструктивных документов: Инструкция по наблюдению и контролю за металлом трубопроводов и котлов. ОРГРЭС, 1970; Положение о порядке установления сроков дальнейшей эксплуатации котлов, турбин и паропроводов, проработавших свыше 100 тыс. часов.
Механические свойства меди марки Ml при высоких температурах. В условиях работы металла при высоких температурах особое значение приобретает предел длительной прочности и предел ползучести.
Экскиз поперечного сечения манометрической трубки Бурдона.
В условиях работы металла трубок под действием нейтральной среды пластичность материала полностью используется, что соответствует сравнительно высоким разрушающим давлениям.
Отличительной особенностью условий работы металла паровых и водогрейных котлов, трубопроводов пара и горячей воды и сосудов, работающих под давлением, является весьма длительное воздействие напряжений, вызываемых внутренним давлением.
Прочность и надежность работы металлов при высоких температурах и в агрессивной среде приобретают исключительное значение при изготовлении реактивных двигателей и газовых стационарных турбин. В табл. 35 приведены свойства некоторых из этих сплавов, приобретаемые ими при высоких температурах.
Наиболее жесткие условия работы металла на стадии окисления, которые проводятся в реакторе колонного типа при температуре 180 С и давлении 8 - 10 ати.
Изменение удельных капиталовложений в оборудование в зависимости от температуры свежего пара.| Зависимость между температурой и давлением острого пара при влажности пара за турбиной 10 и 13 %. Для повышения надежности работы металла температура пара может быть снижена на 5 - 10 С в сравнении с предельно допустимой.
Действительно, время работы металла при повышенных температурах во время растопки ничтожно мало по сравнению с расчетной кампанией котла и прочность определяется не ползучестью, а скорее пределом текучести. Внутреннее давление также значительно ниже, а следовательно, ниже и напряжения, возникающие в стенке трубы. Таким образом, по условиям прочности допускаемый температурный уровень периода растопки должен быть выше эксплуатационного. При установлении этого уровня необходимо также учитывать возможные структурные изменения и интенсивность окалинообразования.
Для облегчения условий работы металла зону парообразования 12, в которой выпадает накипь, обычно выносят из топочной камеры и располагают в конвективном газоходе, где интенсивность обогрева в десятки раз слабее. Эту поверхность нагрева называют переходной зоной. В переходной зоне завершается парообразование и достигается небольшой ( на 10 - 15 С) перегрев пара. Окончательный перегрев пара до необходимой температуры достигается в поверхности нагрева 9, которая расположена в конвективном газоходе и называется конвективным пароперегревателем; отсюда пар при заданных давлении и температуре направляют в паровую турбину. Как и любая конвективная поверхность нагрева, пароперегреватель 9 состоит из большого числа параллельно включенных змеевиковых труб.
Чтобы облегчить условия работы металла труб, часть поверхности нагрева, в которой выпадает накипь, иногда располагают не в топочной камере, а в конвективном газоходе, где интенсивность обогрева значительно слабее.
Различие в условиях работы металла куба обусловлено неравномерностью температурного-режима работы. Нижняя часть аппарата периодически подвергается температурному воздействию газовой форсунки и нагревается от температуры окружающей среды до 900 С. Средняя часть, в зоне опорных Лап, нагревается до 500 С, а верхняя - до 450 - 475 С и в зоне сухопарника - до 720 С. Сложное напряженное состояние аппарата-к тому же повторяющееся циклично, приводит к быстрому ухудшению физико-механических свойств металла. Через 1 - 2 года работы, кубовый реактор становится неремонтопригодным и-заменяется на новый.
Следовательно, условия работы металла труб у действующего трубопровода и при натурных испытаниях ( за исключением зон, близко расположенных к приваренным эллиптическим днищам - менее одного диаметра трубы) можно считать сходственными.
Учет в расчетах упругопдастической работы металла труб вызывает необходимость более точного определения физического смысла коэффициента условия работы, коэффициента надежности по материалу трубы и коэффициента надежности по назначению трубопровода, которые согласно нормам используются при определении расчетного сопротивления.
С, допустима также работа металла в узком интервале температур 80 - 90 С. Для регенеративных воздухоподогревателей повышение температуры достигается увеличением продолжительности газового периода за счет сокращения воздушного.
С целью повышения надежности работы металла в теплоэнергетике в современных условиях при разработке новых материалов необходимо применять иной подход, основанный на экспериментально установленном факте устойчивого снижения суммарной относительной долговечности при совместном действии длительной статической и термомеханической малоцикловой нагрузки в условиях эксплуатации.
На основе анализа условий работы металла и причин повреждений руководство эксплуатирующего предприятия разрабатывает мероприятия по предотвращению повреждений труб поверхностей нагрева.

Различают две температурные зоны работы металла с двумя качественно различными характеристиками в этих зонах.
Таким образом, условия работы металла при высоких параметрах рабочей среды являются очень тяжелыми; в металле протекают сложные процессы, понижающие его работоспособность.
На основе анализа условий работы металла и причин повреждений руководство эксплуатирующего предприятия разрабатывает мероприятия по предотвращению повреждений труб поверхностей нагрева.
Для учета температурного режима работы металла организуется систематическая обработка суточных графиков температуры пара за котлом.
Ниже описаны некоторые особенности работы металла, которые иногда являются причиной аварийных повреждений поверхностей нагрева котлов.
Существенное влияние на надежность работы металла пароперегревателя оказывает скорость пара. Повышение скорости пара в змеевиках пароперегревателя приводит к снижению температуры стенки труб, но увеличивает гидравлическое сопротивление пароперегревателя. В пароперегревателях промышленных котлов скорость пара принимается в пределах 20 - 25 м / с. При этих скоростях гидравлическое сопротивление пароперегревателя не превышает 5 - 6 % номинального давления пара.
Существенное влияние на надежность работы металла пароперегревателя оказывает скорость пара. Повышение скорости пара в змеевиках пароперегревателя приводит к снижению температуры стенки труб, но увеличивает гидравлическое сопротивление пароперегревателя. В пароперегревателях промышленных парогенераторов скорость пара принимается в пределах 20 - 25 м / с. При этих скоростях гидравлическое сопротивление пароперегревателя не превышает 5 - 6 % номинального давления пара.
Методика расчета с учетом упругопластичес-кой работы металла труб для промысловых трубопроводов аналогична методике расчета магистральных трубопроводов.
Примером протекания релаксации может служить работа металла болта фланцевого соединения. Это начальное удлинение ( в пределах упругих свойств металла) является упругой деформацией. Если релаксации не будет, то после снятия напряжения длина болта уменьшится на размер первоначального удлинения, вызванного натягом.
Примером протекания релаксации может служить работа металла болта фланцевого соединения. Это начальное удлинение ( в пределах упругих свойств металла) является упругой деформацией.
Примером протекания релаксации может служить работа металла болта фланцевого соединения. Это начальное удлинение ( в пределах упругих свойств металла) является упругой деформацией. Если релаксации не будет, то после снятия напряжения длина болта уменьшится на размер первоначального удлинения, вызванного натягом.
Конструктивная схема высокотемпературной турбины при двухконтурной системе охлаждения. С, чрезвычайно облегчит условия работы металла. Учитывая пониженную температуру перегрева, весь пароперегреватель, вероятно, удастся выполнить из.
 
Loading
на заглавную 10 самыхСловариО сайтеОбратная связь к началу страницы

© 2008 - 2014
словарь online
словарь
одноклассники
XHTML | CSS
Лицензиар ngpedia.ru
1.8.11