Влияние технологии изготовления на трещиностойкость металла и живучесть труб паропроводов из стали 10Х9МФБ-Ш

Владимир Исаакович Гладштейн

doi:10.34831/EP.2020.1067.6.007

Влияние технологии изготовления на трещиностойкость металла и живучесть труб паропроводов из стали 10Х9МФБ-Ш

Владимир Исаакович Гладштейн

Аннотация

Путём моделирования на образцах с надрезами показано, что технология изготовления труб из стали 10Х9МФБ-Ш (прошивка-протяжка или электрошлаковая выплавка) влияет на трещиностойкость металла в условиях ползучести при 600\оС на докритической и лавинной стадии разрушения. По сопротивлению докритическому росту трещины и вязкости разрушения металла, определённым на образцах, оценивалось время живучести труб с начальными дефектами. Расчёты проводились для труб двух типов -- паропровода горячего промежуточного перегрева (ГПП), работающего под давлением 4,1 МПа, и паропровода острого пара (ОП), работающего под давлением 14,0 МПа.

С учётом полученных характеристик трещиностойкости показано, что технология электрошлаковой выплавки обеспечивает долговечность примерно в 3 раза большую, чем технология прошивки-протяжки.

Установлено, что различия в уровне давления и толщины стенки приводит к десятикратной разнице во времени живучести труб паропроводов ГПП и ОП при 600\оС, поэтому их следует относить к разным классам по опасности наличия на них трещин. Соответственно, это должно быть учтено при проведении эксплуатационного контроля.

Ключевые слова

труба, технология, живучесть, металл, ползучесть, трещина, вязкость, разрушение, образец, надрез, раскрытие, излом, долом, кинетика

Полный текст:

PDF

Литература

Скоробогатых, В.Н. Технология и комплекс свойств заготовок электрошлаковой выплавки для оборудования ТЭС и АЭС [Текст] / В.Н. Скоробогатых, Л.Я. Левков, И.А. Щенкова, К.Н. Уткина, П.А. Козлов, Д.А. Прудников, А.М. Баженов, Д.А. Шурыгин, Д.К. Терехин, Т.В. Перевезенцева // Тяжелое машиностроение. – 2014. -- № 11 – 12. – С. 31 – 37.

Гладштейн, В.И. Определение ресурса элементов роторов паровых турбин в условиях ползучести путём моделирования [Текст] / В.И. Гладштейн, А.А. Любимов // Заводская лаборатория. – 2019. -- Т. 85. -- № 9. -- С. 52 – 60.

Гладштейн, В.И. Прогноз времени живучести для экспрессной оценки ресурсных характеристик металла деталей паропроводов из стали 10Х9МФБ-Ш [Текст] / В.И. Гладштейн, А.И. Троицкий // Электрические станции. – 2019. -- № 1. – С. 8 – 15.

Трубы стальные бесшовные для паровых котлов и трубопроводов. Технические условия [Текст]: ТУ 14-3Р-55-2001. – Введ 2001-09-21.

Расчёты и испытания на прочность. Методы механических испытаний металлов. Определение характеристик трещиностойкости (вязкости разрушения) при статическом нагружении [Текст]: ГОСТ 25.506-85. – Введ. -- 1986-01-01. -- М.: Стандартинформ. – 2005.

Гладштейн, В.И. Методика оценки вязкости разрушения при испытаниях на длительную прочность металла высокотемпературных деталей паровых турбин [Текст] / В.И. Гладштейн, А.И. Троицкий // Заводская лаборатория. – 2013. – Т. 79. -- № 9. – С. 56 – 60.

Гладштейн, В.И. Экспрессная оценка характеристик металла высокотемпературных деталей турбин и паропроводов из высокохромистых сталей [Текст] / В.И. Гладштейн // Электрические станции. – 2010. -- № 5. -- С. 27 – 33.

Справочник по коэффициентам интенсивности напряжений [Текст] / под ред. Ю. Мураками. – М.: Мир, 1990. – 1016 с.

Tsyda, Y. Advanced 12% Cr steel for high-temperature Rotors, EPRI program (RP1403) improved coal-fired power plants turbine research and development [Text] / Y. Tsyda, M. Miyazaki, A. Kalpan // 3th international conference on improved coal-fired power plants (April 2 -- 4, 1991). – California, San-Francisko.

DOI: http://dx.doi.org/10.34831/EP.2020.1067.6.007