Способ определения остаточной долговечности материала труб паропроводов Советский патент 1986 года по МПК G01N3/18 

Изобретение относится к технике исцытаний материалов, в частности к методам определения остаточной долговечности материала труб паропроводов, работающих при высоких температурах и давлениях.

Цель изобретения - повышение точности и производительности.

Осуществление способа определения остаточной долговечности материала труб паропроводов иллюстрируется примером конкретного применения для трубы («i 273 X 22 мм, марка стали 12Х1МФ) паропровода острого пара котла ТЭЦ, После наработки 100200 ч при температуре эксплуатации Те 813 К и внутреннем давлении Р 11 МПа из трубы был вырезан патрубок, У патрубка измерили наружный диаметр D и минимальную толщину стенки ,, составившие соответственно Йц 273 мм, ,K 21 мм. Используя результаты измерений, рассчитывают фактическую величину наибольшего рабочего напряжения б и эксплуатационный параметр нагружения материала (Пд) , являющийся функцией ра- бочих напряжения и температуры

f.

Р ЛРц - )

6,

т.

5,лмн.

Т

66 МПа;

лг

5,36.10 naVK,

где m - постоянный для марки стали коэффициент, для стали 12Х-1МФ m 2.

После этого из патрубка был изготовлен стандартнь1й образец для испытания на длительную прочность до разрушения, под воздействием напряжения испытания 6„ 69,4 МПа и температуры Tj, 898 К, при которых параметр нагружения при испытании п„ рав ен эксплуатационному параметру нагруже- ния материала п

Ти

и

.12

5,36.10 naVK п, ,

При этом напряжение , и температура Тц испытания подобраны таким образом,50 чтобы разрушение образца имело меж- зеренный характер, типичный для разрушения труб в условиях эксплуатации. Время tj, до разрушения образца состаВИЛО 614,2 ч.

На основании результатов испытания определяли остаточную долговечность t из вьфажения

t t . ехг Н (.1 : ta t.L expl ( )|.

i exp|flt(V6)J 140790 ч,

- где W - энергия.активации разрушения,

для стали 12Х1МФ W 4 эВ;

d - постоянный коэффициент,равный 2. 102 МПа ; 10 К - постоянная Больцмана, равная

8,63-10 эВ/К. , - Способ позволяет упростить определение остаточной долговечности и расширяет технологические возможнос- 15 ти благодаря возможности его применения для труб, деформация которых . в процессе эксплуатации измеряется с недостаточной точностью либо не измеряется вообще, а также для труб, 2Q размер которых недостаточен для изготовления серии образцов,

Формула изобретения

Способ определения остаточной дол- 25 говечности материала труб паропроводов, заключающийся в том, что после заданной наработки трубы из нее выре-. зают патрубок, проводят испытания материала патрубка на длительную проч- ность .и по результатам испытания опре- деляют остаточную долговечность,о т - л и ч а ю щ и и с я тем,что, с целью

повышения точности и производительности перед испытанием на длительную

30

прочность измеряют у патрубка наружный диаметр и минимальную толщину стенки и ра ссчитывают по ним эксплуа- .тационный параметр нагружения, являющийся функцией рабочих напряжений и температуры, при испытании образца материала патрубка на длительную прочность воздействуют на него такими фиксированными напряжением и температурой, при которых параметр нагружения равен эксплуатационному и разрушение носит межзеренный характер, а остаточную долговечность tj определя- ют из выражения

t. ...).(i--i).

exp ( 6,- (oj ,

где ty - время до разрушения образца при испытании, ч; напряжение в образце при испытании, МПа; напряжение в трубе при эксплуатации, Ж1а;

.- ,3 12410944

W - энергия активации разруше-Т - температура образца при исния, эВ;пытании. К; .

К - постоянная Болы ана;V - .постоянный коэффициент,МПа ;

Tj - эксплуатационная температу-m - постоянный для данной марки

ра трубы, К;стали коэффициент,

Изобретение относится к области механических испытаний материалов и может быть применено в теплоэнёр гетике, а такхе в отраслях металлургической и химической промышленности. Цель изобретения состоит в повышении точности и производительности определения остаточной долговечности материала труб. Для чего из трубы, нахо,дящейся в длительной эксплуатации, при температуре эксплуатации Т и . внутреннем давлении Р вырезают патрубок. Измеряют его наружный диаметр D и минимальную толщину стенки S,, По результатам измерений расчитыв.ают рабочее (эксплуатационное) напряжение в патрубке б и эксплуатационный параметр нагружения п по формулам - (Р/ 2) (DH - S , п, 6,/Т, ,. где m - постоянньй для марки стали коэффициент. После этого из матери-- ала патрубка изготовляют стандартный образец Для испытания на длительную прочность и воздействзгют .на него фиксированными напряжением испытания 6ц и .температурой испытания lu при Каторых параметр нагружения при исш 1тании Пц равен эксплуатационному п, а разрушение носит межзеренный характер. На основании результатов ис- .пьгганий. определяют остаточную долго Л tfi вечность t из выражения t к ) X ехр Н - 1-) . ехр (6,-6) / где W - :энергия активации разрушения, эВ, К -: постоянная Больцмана, А - постоянный ко.эффициент, МПа .