logo
 

logo
logo


Циклічна тріщиностійкість сталі 12Х1МФ різних зон гину парогону ТЕС після тривалої експлуатації

НазваЦиклічна тріщиностійкість сталі 12Х1МФ різних зон гину парогону ТЕС після тривалої експлуатації
Назва англійськоюFatigue crack growth resistance of the 12Kh1MF steel from different zones of steam pipeline bends of TPP after long term operation
АвториСвірська Л. М. Кречковська Г. В. Студент О. З.
ПринадлежністьФізико-механічний інститут ім. Г.В. Карпенка НАН України
Бібліографічний описСвірська Л. М. Циклічна тріщиностійкість сталі 12Х1МФ різних зон гину парогону ТЕС після тривалої експлуатації / Леся Миколаївна Свірська, Галина Василівна Кречковська, Олександра Зиновіївна Студент // Вісник ТНТУ, — Т. : ТНТУ, 2015 — Том 80. — № 4. — С. 27-34. — (Механіка і матеріалознавство).
Bibliographic description:Svirska L., Krechkovska H., Student O. (2015) Tsyklichna trishchynostiikist stali 12Kh1MF riznykh zon hynu parohonu TES pislia tryvaloi ekspluatatsii [Fatigue crack growth resistance of the 12Kh1MF steel from different zones of steam pipeline bends of TPP after long term operation]. Bulletin of TNTU (Tern.), Volume 80, no 4, pp. 27-34 [in Ukrainian].
УДК: 620.171.2
620.187.22
Ключові слова

гин парогону ТЕС
теплотривка сталь
деградація
циклічна тріщиностійкість
фрактографічні особливості руйнування
steam pipeline bend of thermal power plants
heat resistant steel
degradation
fractographical features
cycle crack growth

Гини головних парогонів ТЕС характеризуються неоднаковою деформацією металу різних зон (розтягненої, нейтральної, стисненої) на етапі їх виготовлення. Як результат, механічні характеристики металу цих зон після експлуатаційної деградації відрізняються. Досліджено втомний ріст тріщини сталі 12Х1МФ різних зон гину після 1,3∙105 год її експлуатації на парогоні ТЕС. Показано, що найменш деградованим є метал прямої ділянки гину. Метал зі стисненої зони виявив найнижчий опір поширенню втомної тріщини, що є ознакою найсильнішої деградації, яку зв’язали з виникненням дефектів термічної втоми. Закриття втомної тріщини в найбільшій мірі проявилася у стисненій зоні гину, що зв’язали з виникненням розсіяної пошкодженості металу внаслідок термічної втоми Hard temperature-power operating condition of the steam pipeline (vapor pressure up to 14 MPa, temperature – up to 565 oC and a large number of shutdowns of the technological process), and long- term influence of an aggressive hydrogenating environment on stressed metal promote degradation of its structure and worsening of the mechanical properties, which ensured their workability at the beginning of operation. Therefore, the diagnostics of the technical state of steam pipeline bends directed on providing the reliability of their operation does not lose relevance to the power system of Ukraine with critically wear of equipment. The 12Kh1M1F steel from different zones of pipe bend from main steam pipelines after ~13104 h operation was investigated. During bend manufacturing the deformation of metal from its different zones (stretched, neutral and compressed) is not the same. As a result the properties of degraded metal from these zones are different too. The nominal and effective fatigue crack growth diagrams of the metal of stretched, neutral and compressed zones and straight pipe were received. Thresholds fatigue crack growth resistances were defined too. It is shown that the effective threshold fatigue crack growth resistance of metal with compressed zone is lower compared with other zones. High sensitivity of local fracture mechanics parameters to the metal degradation and their ambiguous changes in various zones at the same service duration and conditions were proved. It was shown that metal from compressed zone was the most degraded because its fatigue threshold levels were the least. It was explained by an appearance of dissipated intergranular damages in metal under the influence of thermal fatigue. Such intergranular elements on the fracture surface facilitate the fatigue crack growth and cause the strongest crack closure effect under fatigue test of degraded metal from compressed zone of bend.
ISSN:1727-7108
Перелік літератури

1. Соломаха, М.А. О надежности гибов паропроводов из стали 12Х1МФ [Текст] / М.А. Соломаха, С.И. Макобоцкий // Электрические станции. – 1988. – № 4. – С. 15 – 19.
2. Крутасова, Е.И. Надежность металла энергетического оборудования [Текст] / Е.И. Крутасова. – М.: Энергоиздат, 1981. – 240 с.
3. Бугай, Н.В. Повышение надежности котлов электростанций. [Текст] / Н.В. Бугай, Г.В. Мухопад, А.Я. Красовский. – К.: Техника, 1986. – 176 с.
4. Нахалов, В.А. Надежность гибов труб теплоэнергетических установок [Текст] / В.А. Нахалов. – М.: Энергоатомиздат, 1983. – 184 с.
5. Кравченко, В.П. Эрозионно-коррозионный износ гибов трубопроводов на блоках АЭС с ВВЭР-1000 [Текст] / В.П. Кравченко // Восточно-Европейский журнал передовых. – 2006. – № 4/3. – С. 65 – 68.
6. Туляков, Г.А. Конструкционные материалы для энергомашиностроения [Текст] / Г.А. Туляков, Н.В. Скоробогатых, В.В. Гриневский. – М.: Машиностроение, 1991. – 240 с.
7. Станюкович, А.В. Пути повышения ресурса и надежности гибов паропроводов ТЭЦ [Текст] / А.В. Станюкович // Тр. ЦКТИ. – 1988. – 246 с.
8. Антикайн, П.А. Металлы и расчет на прочность котлов и трубопроводов [Текст] / П.А. Антикайн. – М.: Энергоатомиздат, 1990. – 368 с.
9. Мелехов, Р.К. Конструкційні матеріали енергетичного обладнання [Текст] / Р.К. Мелехов, В.І. Похмурський. – К.: Наук. думка, 2003. – 382 с.
10. Слободчикова, Н.И. Анализ и обобщение случаев разрушения гибов необогреваемых труб котлов и паропроводов [Текст] / Н.И. Слободчикова // Тр. ВТИ. – 1981. – 29. – С. 18 – 23.
11. Effect of high-temperature degradation of heat-resistant steel on mechanical and fractographic peculiarities of fatigue crack growth / O.Z. Student, W. Dudzinski, H.M. Nykyforchyn, A. Kaminska // Фiз.-хiм. механiка матерiалiв. – 1999. – 34, № 4. – С. 49 – 58. (Effect of high-temperature degradation of heat-resistant steel on the mechanical and fractographic characteristics of fatigue crack growth / O.Z. Student, W. Dudziński, H.M. Nykyforchyn, A. Kamińska // Materials Science. – 1999. – 35, 4. – P. 499 – 508.)
12. Механика разрушения и прочность материалов: Справ. пособие: 4 т. [Текст]; под общ. ред. Панасюка В.В. – Киев: Наук. думка, 1988 – 1990. – Т. 4.: Усталость и циклическая трещиностойкость конструкционных материалов / О.Н. Романив, С.Я. Ярема, Г.Н. Никифорчин, Н.А. Махутов, М.М. Стадник. – 1990. – 680 с.
13. РД 50-345-82. Методические указания. Расчеты и испытания на прочность в машиностроении. Методы мехнических испытаний металлов. Определение характеристик трещиностойкости (вязкости разрушения) при циклическом нагружении [Текст] – М.: Издательство стандартов. – 1983. – 96 с.
14. Оцінювання впливу технологічного процесу на зміну технічного стану металу головних парогонів ТЕС [Текст] / Г. Никифорчин, О. Студент, Г. Кречковська, А. Марков // Фіз.-хім. Механіка матеріалів. – 2010. – 46, № 2. – С. 42 – 54. (Evaluation of the influence of shutdowns of a technological process on changes in the in-service state of the metal of main steam pipelines of thermal power plants / H.M. Nykyforchyn, O.Z. Student, H.V. Krechkovs’ka, A.D. Markov // Materials Science. – 2010. – 46, 2. – P. 177 – 189).
15. Свірська, Л.М. Вплив попередньої пластичної деформації металу в різних зонах гину на його властивості після експлуатації на головному парогоні ТЕС [Текст] / Л. Свірська, О. Студент, П. Сидор // Вісник Тернопільського націон. техн. університету. – 2011. –Ч. 2, спецвип. – С. 97 – 105.
16. Студент, О.З. Вплив тривалої експлуатації сталі 12Х1МФ з різних зон гину парогону ТЕС на її механічні характеристики [Текст] / О.З. Студент, Л.М. Свірська, І.Р. Дзіоба // Фiз.-хiм. механiка матерiалiв. – 2012, – 48, № 2. С. 111 – 118. (Influence of the long-term operation of 12Kh1M1F steel from different zones of a bend of steam pipeline of a thermal power plant on its mechanical characteristics / O.Z. Student, L.M. Svirs’ka, I.R. Dzioba // Materials Science – 2012. – 48, 2. – P. 239 – 246.)
17. Кречковська, Г.В. Фрактографічні ознаки механізмів транспортування впливу водню в конструкційних сталях [Текст] / Г.В. Кречковська // Фiз.-хiм. механіка матеріалів. – 2015. – № 4. – С. 67 – 70.
18. Brittle-Fracture Resistance of the Metal of Hyperboloid Gridshell Shukhov Tower / Krechkovs’ka H.V., Student O.Z., Kutnyi A.I., Nykyforchyn H.M., Sydor P.Ya. // Materials Science – 2015. – 50, 4. – P. 578 – 584.

References:

1. Solomakha, M.A. O nadezhnosti hibov paroprovodov iz stali 12Kh1MF [Text], M.A. Solomakha, S.I. Makobotskii, Elektricheskie stantsii, 1988, No 4, P. 15 – 19.
2. Krutasova, E.I. Nadezhnost metalla enerheticheskoho oborudovaniia [Text], E.I. Krutasova, M., Enerhoizdat, 1981, 240 p.
3. Buhai, N.V. Povyshenie nadezhnosti kotlov elektrostantsii. [Text], N.V. Buhai, H.V. Mukhopad, A.Ia. Krasovskii, K., Tekhnika, 1986, 176 p.
4. Nakhalov, V.A. Nadezhnost hibov trub teploenerheticheskikh ustanovok [Text], V.A. Nakhalov, M., Enerhoatomizdat, 1983, 184 p.
5. Kravchenko, V.P. Erozionno-korrozionnyi iznos hibov truboprovodov na blokakh AES s VVER-1000 [Text], V.P. Kravchenko, Vostochno-Evropeiskii zhurnal peredovykh, 2006, No 4/3, P. 65 – 68.
6. Tuliakov, H.A. Konstruktsionnye materialy dlia enerhomashinostroeniia [Text], H.A. Tuliakov, N.V. Skorobohatykh, V.V. Hrinevskii, M., Mashinostroenie, 1991, 240 p.
7. Staniukovich, A.V. Puti povysheniia resursa i nadezhnosti hibov paroprovodov TETs [Text], A.V. Staniukovich, Tr. TsKTI, 1988, 246 p.
8. Antikain, P.A. Metally i raschet na prochnost kotlov i truboprovodov [Text], P.A. Antikain, M., Enerhoatomizdat, 1990, 368 p.
9. Melekhov, R.K. Konstruktsiini materialy enerhetychnoho obladnannia [Text], R.K. Melekhov, V.I. Pokhmurskyi, K., Nauk. dumka, 2003, 382 p.
10. Slobodchikova, N.I. Analiz i obobshchenie sluchaev razrusheniia hibov neobohrevaemykh trub kotlov i paroprovodov [Text], N.I. Slobodchikova, Tr. VTI, 1981, 29, P. 18 – 23.
11. Effect of high-temperature degradation of heat-resistant steel on mechanical and fractographic peculiarities of fatigue crack growth, O.Z. Student, W. Dudzinski, H.M. Nykyforchyn, A. Kaminska, Fiz.-khim. mekhanika materialiv, 1999, 34, No 4, P. 49 – 58. (Effect of high-temperature degradation of heat-resistant steel on the mechanical and fractographic characteristics of fatigue crack growth, O.Z. Student, W. Dudziński, H.M. Nykyforchyn, A. Kamińska, Materials Science, 1999, 35, 4, P. 499 – 508.)
12. Mekhanika razrusheniia i prochnost materialov: Sprav. posobie: 4 t. [Text]; by gen. ed. Panasiuka V.V, Kiev: Nauk. dumka, 1988 – 1990, V. 4., Ustalost i tsiklicheskaia treshchinostoikost konstruktsionnykh materialov, O.N. Romaniv, S.Ia. Iarema, H.N. Nikiforchin, N.A. Makhutov, M.M. Stadnik, 1990, 680 p.
13. RD 50-345-82. Metodicheskie ukazaniia. Raschety i ispytaniia na prochnost v mashinostroenii. Metody mekhnicheskikh ispytanii metallov. Opredelenie kharakteristik treshchinostoikosti (viazkosti razrusheniia) pri tsiklicheskom nahruzhenii [Text] – M., Izdatelstvo standartov, 1983, 96 p.
14. Otsiniuvannia vplyvu tekhnolohichnoho protsesu na zminu tekhnichnoho stanu metalu holovnykh parohoniv TES [Text], H. Nykyforchyn, O. Student, H. Krechkovska, A. Markov, Fiz.-khim. Mekhanika materialiv, 2010, 46, No 2, P. 42 – 54. (Evaluation of the influence of shutdowns of a technological process on changes in the in-service state of the metal of main steam pipelines of thermal power plants, H.M. Nykyforchyn, O.Z. Student, H.V. Krechkovska, A.D. Markov, Materials Science, 2010, 46, 2, P. 177 – 189).
15. Svirska, L.M. Vplyv poperednoi plastychnoi deformatsii metalu v riznykh zonakh hynu na yoho vlastyvosti pislia ekspluatatsii na holovnomu parohoni TES [Text], L. Svirska, O. Student, P. Sydor, Visnyk Ternopilskoho natsion. tekhn. universytetu, 2011. –Ch. 2, spetsvyp, P. 97 – 105.
16. Student, O.Z. Vplyv tryvaloi ekspluatatsii stali 12Kh1MF z riznykh zon hynu parohonu TES na yii mekhanichni kharakterystyky [Text], O.Z. Student, L.M. Svirska, I.R. Dzioba, Fiz.-khim. mekhanika materialiv, 2012, 48, No 2. P. 111 – 118. (Influence of the long-term operation of 12Kh1M1F steel from different zones of a bend of steam pipeline of a thermal power plant on its mechanical characteristics, O.Z. Student, L.M. Svirska, I.R. Dzioba, Materials Science – 2012, 48, 2, P. 239 – 246.)
17. Krechkovska, H.V. Fraktohrafichni oznaky mekhanizmiv transportuvannia vplyvu vodniu v konstruktsiinykh staliakh [Text], H.V. Krechkovska, Fiz.-khim. mekhanika materialiv, 2015, No 4, P. 67 – 70.
18. Brittle-Fracture Resistance of the Metal of Hyperboloid Gridshell Shukhov Tower, Krechkovs’ka H.V., Student O.Z., Kutnyi A.I., Nykyforchyn H.M., Sydor P.Ya., Materials Science – 2015, 50, 4, P. 578 – 584.

Завантажити

Всі права захищено © 2016. Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя.