Page 23 - Krechkovska_avtoref

21
Зв'язок структурно-механічного стану експлуатованих сталей парогонів з
експлуатаційними напруженнями. Щоб пояснити встановлений градієнт структу-
рно-механічного стану сталі в перерізі експлуатованих труб розрахували колові на-
пруження в їх перерізі, спричинені сумісною дією внутрішнього тиску пари (24 MПa)
та термічних напружень через перепад температури по товщині їх стінки на різних
етапах експлуатації парогонів (стаціонарний режим, під час пуску чи зупинки бло-
ків). Розрахунки показали, що в околі обох поверхонь труб діють значні напруження
(які наближаються до границі плинності), тоді як в ЦП їх стінок виникають або не-
значні напруження розтягу (до 50 МПа), або значно вищі, але стиску, які короткоча-
сні, бо з’являються лише під час зупинок (рис. 18). Водночас за всіх проаналізованих
режимів експлуатації в околі ЗП труби завжди виникали напруження розтягу. З ними
пов’язали вплив зупинок блоків на інтенсифікацію деградації структури сталі в околі
ЗП труб. Адже виявлені закономірності зміни і розмірів карбідів, і розміру зерен по
товщині стінки труб з мінімумом у центрі перерізу якісно повторили тенденцію змі-
ни колових напружень у їх стінці. Причому за найбільшої кількості зупинок блоків
та в околі зовнішньої поверхні труб такі структурні зміни були найочевиднішими.
Тому вважали, що відхилення даних для металу в околі поверхні труб від ділянки І
на залежності HB–d –1/2 (див. рис. 17) спричинене структурними змінами в тривало
експлуатованій сталі. Зокрема декогезією карбідів від матриці та формуванням ме-
режі мікропор вздовж меж зерен. Причому, чим більшою була кількість зупинок
блоків, тим сприятливішими ставали умови для їх декогезії (через невідповідність їх
коефіцієнтів термічного розширення). А повзучість металу в перетинках між ними
під час тривалої високотемпературної експлуатації сталі сприяла їх злиттю з форму-
ванням міжзеренних пошкоджень. Крім того, слід враховувати негативний вплив
пароводяної суміші як наводнювального робочого середовища. Адже за сумісного
впливу експлуатаційних напружень розтягу і абсорбованого металом водню пороут-

ворення інтенсифікується і, як наслідок, твердість буде знижуватися. Таким чином,
ділянку I залежності НВ–d –1/2 пов’язали з ви-
діленням карбідів вздовж меж зерен та їх коа-
гуляцією, а ділянку II – з пороутворенням вна-
слідок декогезії цих карбідів від матриці та їх
злиттям, що сприяло зниженню твердості ста-
лі в околі ЗП труб.
Отриманий розподіл колових напружень
у поперечному перерізі труб узгоджується з
закономірностями зміни і розмірів карбідів, і
розмірів зерен, і кількості ямок на зламах зра- Рис. 18. Розраховані колові напруження
зків на розтяг без включень на їх дні, і з кіль-  по товщині стінки t труби (починаючи
кістю міжзеренних фрагментів на фоні крізь- від її внутрішньої поверхні) з урахуван-
зеренного втомного рельєфу зламу зразків з ням сумісного впливу внутрішнього
експлуатованих сталей. Зокрема, максимальну тиску пари в ній (24 МПа) і термічних
напружень від градієнту температури в
кількість карбідів з найбільшими розмірами стінці труби: 1 – 150С (під час пуску); 2
виявили в околі ЗП труб, де впродовж всього – 50С (за стаціонарного режиму екс-
періоду експлуатації переважали колові на- плуатації); 3 і 4 – 50 і 150С (відповідно
пруження розтягу (рис. 18). Отже, перерозпо- під час планової і вимушеної зупинок.