Повышение живучести паропроводных гибов, эксплуатируемых в условиях ползучести на стареющих ТЭС
Диссертация
Апробация результатов исследования осуществлена на совещаниях межотраслевого координационного Совета, научного Совета отраслевого образца стареющих ТЭС (1988;2001, Москва, ВТИКостромская ГРЭСОРГРЭС), на совещаниях отраслевой Службы «Живучесть ТЭС», а также при обсуждении нормативных документов и комплекса технологий по направлению «Живучесть ТЭС», с руководителями ТЭС и ведущими специалистами… Читать ещё >
Содержание
- ГЛАВА 1. ПОВРЕЖДАЕМОСТЬ ПАРОПРОВОДОВ ТЭС В ПРОЦЕССЕ ДЛИТЕЛЬНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ
- 1. 1. Длительность сроков наработки энергоустановок и паропроводов
- 1. 2. Эксплуатационная повреждаемость паропроводов ТЭС
- 1. 3. Анализ статистических данных о повреждениях гибов, эксплуатируемых в условиях ползучести
- 1. 4. Методы исследования структуры, качества и свойств металла
- 1. 5. Основные понятия процесса ползучести
- 1. 5. 1. Основные модели повреждения при ползучести
- 1. 5. 2. Накопление повреждений при ползучести (факты-результаты исследований)
- 1. 5. 3. Методы и критерии оценки повреждения элементов паропроводов — экспертные правила
- 1. 5. 3. 1. Расчетные методы
- 1. 5. 3. 2. Металловедческие методы оценки повреждения паропроводов .А.л
- 1. 5. 3. 3. Структурные критерии определения категорий опасности и доли исчерпания ресурса элементов паропроводов
- 1. 5. 4. Физические методы контроля повреждений металла паропроводов
- 1. 6. Влияние нестационарных режимов на живучесть паропроводных гибов
- 1. 7. Обзор способов восстановления живучести гибов
- 1. 8. Постановка задач исследования
- ГЛАВА 2. ЭКСПЕРТИЗА ПОВРЕЖДАЕМОСТИ ГИБОВ ТРУБОПРОВОДОВ В ПРОЦЕССЕ ЭКСПЛУАТАЦИИ
- 2. 1. Структура данных для проведения экспертизы
- 2. 2. Компьютерный алгоритм экспертизы поврежденности гибов
- 2. 3. Система правил экспертизы гибов
- 2. 4. Алгоритм свертки
- 2. 5. Пример экспертизы гиба
- ГЛАВА 3. ВЛИЯНИЕ НЕСТАЦИОНАРНЫХ РЕЖИМОВ НА ЖИВУЧЕСТЬ ПАРОПРОВОДОВ
- 3. 1. Остывание оборудования энергоблока
- 3. 2. Организация предварительного прогрева паропроводов свежего пара
- 3. 3. Предварительный прогрев перепускных труб ЦВД и паропроводов горячего промперегрева
- 3. 4. Расчетное исследование распределения температур по толщине гиба и оптимизация скорости прогрева перепускных труб
- ГЛАВА 4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЖИВУЧЕСТИ ПАРОПРОВОДНЫХ ГИБОВ
- 4. 1. Толкование проблемы на примере системы паропроводов свежего пара, горячего промперегрева и паропроводов в пределах кот-лоагрегатов ст. №№ 1−9 Костромской ГРЭС
- 4. 1. 1. Метрологический аспект
- 4. 1. 2. Технологический аспект
- 4. 1. 3. Экономический аспект
- 4. 2. Исследование гибов системы пароперепускных труб и паропроводов котла энергоблока № 6 Костромской ГРЭС
- 4. 2. 1. Результаты исследования гибов пароперепускных труб типоразмером 133×22 мм из стали 12Х1МФ
- 4. 2. 2. Результаты исследования гибов паропроводов типоразмером 377×50 мм из стали 12Х1МФ
- 4. 3. Экспериментально-расчетное определение живучести гибов типоразмеров 133×22 мм и 377−50 мм и разработка регламента их контроля
- 4. 4. Опробование технологии восстановления живучести гибов, имеющих высокую микроповрежденность металла, путем снятия поврежденного поверхностного слоя
- 4. 1. Толкование проблемы на примере системы паропроводов свежего пара, горячего промперегрева и паропроводов в пределах кот-лоагрегатов ст. №№ 1−9 Костромской ГРЭС
- ГЛАВА 5. МЕТРОЛОГО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ И НОРМАТИВНЫЙ АСПЕКТЫ РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМЫ ЖИВУЧЕСТИ ПАРОПРОВОДНЫХ ГИБОВ
- 5. 1. Отраслевой метролого-технологический комплекс
- 5. 1. 1. Цель работы
- 5. 1. 2. Контроль металла гибов в исходном состоянии
- 5. 1. 3. Стендовые испытания
- 5. 1. 3. 1. Опытные элементы
- 5. 1. 3. 2. Гидравлическая схема
- 5. 1. 3. 3. Система электронагрева
- 5. 1. 3. 4. Система контрольно-измерительных приборов и автоматики безопасности
- 5. 1. 4. Наладочные испытания
- 5. 1. 5. Режим испытаний
- 5. 1. 6. Контроль гибов после первого этапа испытаний
- 5. 1. 6. 1. Результаты контроля неразрушающими методами
- 5. 1. 6. 2. Результаты контроля микроструктуры и измерения микроповрежденности
- 5. 1. Отраслевой метролого-технологический комплекс
Список литературы
- Штромберг Ю.Ю. Совершенствование отраслевой системы нормативов по измерению повреждений и живучести паропроводов и труб поверхностей нагрева парогенераторов ТЭС. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук, Иваново, 1999. — 150с.
- Куманин В.И., Ковалева Л. А., Алексеев С. В. Долговечность металла в условиях ползучести. -М., Металлургия, 1988.
- Е.Р. Fuller, R.I. Fields, Т.-I. Chuand, S. Signal «Characterization of creep damage in metals using small angle neutron scattering». Journal of Research of National Bureau of Standarts. 1984, V 89. № 1, page 35−45.
- Марковец М.П. Определение механических свойств металлов по твердости. -М., Машиностроение, 1979.
- Куманин В.И., Ковалева В. А. Влияние структуры на развитие разрушения при ползучести. Жаропрочные и жаростойкие стали и сплавы. Сборник научных трудов ЦНИИЦМ. М., Наука, 1984.
- Ю.К. Петреня. Физико-механические основы континуальной механики повреждаемости. С.Пб.: АООТ «НПО ЦКТИ», 1997.
- Гуляев А.П. Металловедение.-М.: Гос. Изда-во обор, пр-ти, 1956.
- К А. Ланская. Жаропрочные стали. М. :Металлургия, 1969.
- Й. Чадек. Ползучесть металлических материалов, — М.: Мир, 1987.
- B.C. Иванова. Разрушение металлов. М.: Металлургия, 1979.
- Т.Г. Березина. Основные виды повреждения металла элементов теплоэнергооборудования. Конспект лекций. -М.: ВИПКэнерго, 1989.
- Е.И. Крутасова. Надежность металла энергетического оборудования.-М.:Энергоиздат, 1981.
- П.А. Антикайн. Металлы и расчет на прочность котлов и трубопроводов.- М.: Энергоатомиздат, 1990.
- Л. А. Ашихмина, Т. Г. Березина, Ю. Н. Гойхенберг. Анализ повреждаемости длительно работающих паропроводов. //Электрические станции, 1982, № 9.
- Т.Г. Березина. Структурные методы оценки повреждаемости деталей энергооборудования в условиях ползучести. Учебное пособие.- М.: ВИПКэнерго, 1989.
- В.Ф. Злепко, М. М. Меламед, Т. А. Швецова. Особенности длительного разрушения теплостойких сталей в условиях ползучести. //Металловедение и термическая обработка металлов, 1980, № 12.
- Ю.М. Гофман. Оценка работоспособности металла энергооборудования ТЭС. -М.:Энергоатомиздат, 1990.
- В.И. Куманин. Структура, поврежденность и работоспособность теплостойкой стали при длительной эксплуатации. //Металловедение и термическая обработка металлов, 1980, № 12.
- Л.П. Трусов, И. Л. Миркин, М. Н. Горюшина. Изменение свойств металла паропроводных труб из стали 12Х1МФ в процессе длительной службы. //Теплоэнергетика, 1972, № 6.
- Ashby M.F., Dyson B.F. Creep damage mechanics and micromechanisms. Proc.5th Int.Conf. on Fract. Dehli. 1982.
- П.Г. Черемской, В. В. Слезов, В. И. Бетехтин. Поры в твердом теле.-М.: Энергоатомиздат, 1990.
- Т.Г. Березина, Л. А. Ашихмина, В. В. Карасев. Разрушение стали при ползучести в области температур, близких к 0,5ТПЛ. //Физика металлов и металловедение, т.42, в.6, 1976.
- Т.Г. Березина, И. И. Трунин. Взаимосвязь предельно-допустимой деформации ползучести с поврежденностью материала паропроводов. //Металловедение и термическая обработка металлов, 1980, № 12.
- Н.В. Бугай, Т. Г. Березина, И. И. Трунин. Работоспособность и долговечность металла энергетического оборудования. М.: Энергоатомиздат, 1994.
- Ю.П. Верещагин, В. В. Гриневский, Г. А. Туляков. Роль структурного фактора при распространении трещин ползучести в перлитной стали. //Теплоэнергетика, 1991, № 12.
- Т.Г. Березина. Структурный метод определения остаточного ресурса деталей длительно работающих паропроводов. //Теплоэнергетика, 1986, № 3.
- Минц И.И., Воронкова Л. В. К вопросу о возможности временной эксплуатации поврежденных порами ползучести гибов паропроводов ТЭС. //Металловедение и термическая обработка металлов. 1998 г., № 8.
- Минц И.И., Ходыкина Л. Е., Шульгина Н. Г., Носач В. Ф. Метод оценки микроповрежденности металла паропроводов с помощью пластиковых реплик. //Теплоэнергетика, 1990, № 6.
- Электронная микроскопия в металловедении. Справочник. (Под ред. А. В. Смирнова. М.: Металлургия, 1985.
- Standard Practice for Production and Evaluation of Field Metallographic Replicas. ASTM, E 1351−90.
- Г. Е. Скворцов, В. А. Панов, Н. И. Поляков, Л. А. Федин. Микроскопы. -Л.: Машиностороение, 1969.
- Нахалов В.А. Надежность гибов труб теплоэнергетических установок. -М: Энергоатомиздат, 1983. 184 с.
- РТМ 108.031.12−80. Котлы стационарные паровые и водогрейные и трубопроводы пара и горячей воды. Метод оценки долговечности колен трубопроводов.
- Плоткин Е.Р., Лейзерович А. Ш. Пусковые режимы паровых турбин энергоблоков.М., Энергия, 1980.
- Лейзерович А.Ш., Израилев Ю. Л. Блочные паротурбинные установки для пиковых и полупиковых нагрузок (обзор). Информэнерго, 1972.
- Лейзерович А.Ш., Израилев Ю. Л. Перевод блочных паротурбинных установок в режим частых пусков (обзор). Информэнерго, 1972, вып. 1,2.
- Богачко Ю.Н. Обеспечение живучести и повышение эффективности работы дубль—блоков 300 МВт. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Иваново, ИГЭУ, 1998.
- Бритвин О.В. Увеличение живучести роторов и корпусов турбин как аспект создания группы отраслевых образцов стареющих ТЭС. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Иваново, ИГЭУ, 1997.
- РД 10−262−98- РД 153−34.1−17.421−98. Типовая инструкция по контролю металла и продлению срока службы основных элементов котлов, турбин и трубопроводов тепловых электростанций.
- МУ 34−70−014−82. Методические указания по разработке и аттестации методик выполнения измерений основных параметров теплоэнергетического оборудования.
- И № 23 СД-80. Инструкция по дефектоскопии гибов трубопроводов из перлитной стали.
- Извещение об изменении и дополнении «Инструкции по дефектоскопии гибов трубопроводов из перлитной стали: И № 23 СД-80» (М.: СПО Союзтехэнерго, 1987).
- Извещение об изменении «Инструкции по дефектоскопии гибов трубопроводов из перлитной стали: И № 23 СД-80» (М.: СП О Союзтехэнерго, 1988).
- РД 10−249−98. Нормы расчета на прочность стационарных котлов и трубопроводов пара и горячей воды. С.Пб.-АООТ «НПО ЦКТИ», 1999.
- ГОСТ 1778–70. Сталь. Металлографические методы определения неметаллических включений.
- ГОСТ 5639–82. Стали и сплавы. Методы выявления и определения величины зерна.
- ТУ 14−3-460−75. Трубы стальные бесшовные горячедеформированные толстостенные для паровых котлов и трубопроводов.
- ОСТ 34−70−690−96. Металл паросилового оборудования электростанций. Методы металлографического анализа в условиях эксплуатации.
- РД 34.17.401−95. Инструкция по объему и порядку проведения входного контроля металла энергооборудования с давлением 9 МПа и выше до ввода его в эксплуатацию. М. СПО ОРГРЭС, 1997.
- ОСТ 108.901.102 78. Котлы, турбины и трубопроводы. Методы определения жаропрочности металлов. У
- OCT 108.030.129 79. Фасонные детали и сборочные единицы станционных и турбинных трубопроводов тепловых электростанций. Общие технические условия.
- ОСТ 108.030.40 79. Элементы трубных поверхностей нагрева, трубы соединительные в пределах котла, коллекторы станционных паровых котлов. Общие технические условия.
- РТМ 11.008 95. Инструкция по контролю гибов с использованием дефектоскопа УД2−12, ВТИ.
- ГОСТ 21 105 75. Контроль неразрушающий. Магнитопорошковый метод.
- Инструкция по применению портативных намагничивающих устройств для проведения магнитопорошковой дефектоскопии деталей энергооборудования без зачистки поверхности. М.- СПО Союзтехэнерго, 1978.
- ГОСТ 27.002−89. Надежность в технике. Термины и определения.
- Нахалов В.А. Надежность гибов труб теплоэнергетических установок. -М: Энергоатомиздат, 1983. 184 с.
- РТМ 108.031.12−80. Котлы стационарные паровые и водогрейные и трубопроводы пара и горячей воды. Метод оценки долговечности колен трубопроводов.
- РД 34.17.39−94. Методические указания. Преобразователь ультразвуковой для контроля сварных соединений оборудования ТЭС.
- Типовая инструкция по пуску из различных тепловых состояний и останову дубль-блока мощностью 300 МВт. СЦНТИ Энергонот ОРГРЭС, М., 1972.
- Типовая инструкция по пуску из различных тепловых состояний и останову дубль-блока мощностью 300 МВт с турбиной К-300−240 JIM3 по моноблочной схеме. Союзтехэнерго, М., 1980.
- Перлин П.И. Применение регулярного представления сингулярных интегралов к решению второй основной задачи теории упругости. ПММ, 1976, 40, № 2.
- Штерншис А.З. Расчет напряжений в элементах конструкций методом потенциалов. Автореферат кандидатской диссертации. М.:ИМАШ, 1984.
- Березина Т.Г., Бугай Н. В., Трунин И. И. Диагностирование и прогнозирование долговечности металла теплоэнергетических установок. Киев, Техника, 1991.
- Березина Т.Г. Структурный метод определения остаточного ресурса деталей длительно работающих паропроводов. Теплоэнергетика, 1986, № 3, с.53−56.
- Минц И.И., Воронкова Л. Е. К вопросу о возможности временной эксплуатации поврежденных порами ползучести гибов паропроводов тепловых электростанций. МИТОМ, 1998, № 8, с.21−26.
- Березина Т.Г., Шкляров М. И., Штромберг Ю. Ю. Оценка ресурса энергооборудования, работающего в условиях ползучести с учетом структурного фактора. Теплоэнергетика, 1992, № 2, с.2−5.
- Гофман Ю.М., Лосев Л. Я. Порообразование в металле, работающем при повышенных температурах под напряжением. МИТОМ, 1987, № 4, с.43−45.
- Минц И.И., Березина Т. Г., Ходыкина Л. Е. Исследование тонкой структуры и процесса образования пор в стали 12Х1МФ при ползучести. ФММ, 1974, т.37, вып.4, с.823−831.
- Березина Т.Г., Ашихмина Л. А., Карасев В. В. Разрушение стали 12Х1МФ при ползучести в области температур близких к 0,5 Тпл . ФММ, 1976, т.2, вып.6, с.1281−1287.
- Злепко В.Ф., Крутасова Е. И., Бологов Г. А., Новицкая Г. М. Повреждение металла паропроводных труб в условиях ползучести. Электрические станции, 1974, № 4, с.28−31.
- Соломаха М.А., Алдакушин П. И. Повреждения гибов паропроводов высокого давления из стали 12Х1МФ. Электрические станции, 1976, № 4, с.28−31.
- Антикайн П.А. Длительная прочность металла долго работавшего паропровода как критерий эксплуатационной надежности. -Теплоэнергетика, 1999, № 5, с.64−65.
- Федосеенко А.В. Результаты стендовых испытаний натурных гибов паропроводов на длительную прочность и ползучесть Теплоэнергетика, 1999, № 5, с.13−20.
- Kusmaul V. К., Maile К., Eckert W., Moller D., Fromm K.-W. Innendruckversuche an Rohrbogen im Kriechbereich.-VGB Kraftwerkstechnik, 71 (1991, Heft 9), s. 871−876.
- РД10−262−98. «Типовая инструкция по контролю металла и продлению срока службы основных элементов котлов, турбин и трубопроводов ТЭС». М, СПООРГРЭС, 1999.
- РД34.15.027−93. «Сварка, термообработка и контроль трубных систем котлов и трубопроводов при монтаже и ремонте оборудования электростанций». РТМ-1С-93. М, НПООБТ, 1994.
- ГОСТ 18 442–80. Контроль неразрушающий.
- ТУ 14−8-460−75. Трубы стальные бесшовные для паровых котлов трубопроводов. М, Энергоиздат, 1989.
- РД 34.17.МКС 007−97. Отраслевая система «Живучесть стареющих ТЭС» (элементов теплоэнергетического оборудования).
- ОСТ 34−70−690−96. Металл паросилового оборудования электростанций. Методы металлографического анализа в условиях эксплуатации.
- Куманин В.И. Об изменении состояния границ зерен в котельной стали в процессе эксплуатации. //Металловедение и термическая обработка металлов, 1981, № 3.
- И.И. Новиков, В. А. Ермишкин. Микромеханизмы разрушения металлов-М., Наука, 1991.
- Ashby M.F., Dyson B.F. Creep damage mechanics and micromechanisms. Proc.5th Int.Conf. on Fract. Dehli. 1982.
- Dorn J.E. Creep and Fracture of metals at High Temperatures. Proc. Of NPL Symposium. H.M.S.O., 1956.
- Dorn J.E. Creep and Recovery. ASM, Cleveland, 1957.
- Т.Г. Березина. Структурные методы оценки повреждаемости деталей энергооборудования в условиях ползучести. Учебное пособие, — М.: ВИПКэнерго, 1989.
- Живучесть стареющих тепловых электростанций. (Под редакцией А. Ф. Дьякова и Ю.Л. Израилева).- М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2000.
- Охрупчивание конструкционных сталей и сплавов. Сб. под редакцией К. Л. Брейнарта и С. К. Бенеджи. М.: Металлургия, 1988.
- РД 10−262−98. РД 153−34.1−17.421−98 «Типовая инструкция по контролю металла и продлению срока службы основных элементов котлов, турбин и трубопроводов тепловых электростанций». М.: СПО ОРГРЭС, 1999.
- Нахалов В.А. Надежность гибов труб теплоэнергетических установок. -М: Энергоатомиздат, 1983, -184с.
- Костовецкий Д.Л. Прочность трубопроводных систем энергетических установок. Л.: Энергия, 1973