Стартовая >> Архив >> Генерация >> Неразрушающий контроль металла теплоэнергетических установок

О взаимосвязи длительной прочности и кратковременных механических свойств - Неразрушающий контроль металла теплоэнергетических установок

Оглавление
Неразрушающий контроль металла теплоэнергетических установок
Изменения структуры и свойств металла паропроводов
Ползучесть металлов
Дислокационная модель процесса ползучести
Механизм разрушения при ползучести
Методы определения остаточной деформации труб паропроводов и коллекторов
Методы определения остаточной деформации труб паропроводов в рабочем состоянии
Ультразвуковой метод определения остаточной деформации
Методы измерения твердости котельных сталей
Сопоставление различных методов определения характеристик прочности сталей перлитного класса
Уточнение зависимостей для безобразцового определения характеристик прочности металла
Определение характеристик прочности сталей 20ХМФЛ и 15Х1М1ФЛ и сварных соединений
Влияние химического состава и других факторов на структуру сталей
Исследование основных параметров ударной вязкости сталей
Связь ударной вязкости с характеристиками испытаний на растяжение
Ускоренные методы определения предела длительной прочности
О взаимосвязи длительной прочности и кратковременных механических свойств
О взаимосвязи предела длительной прочности с содержанием легирующих элементов в твердом растворе
Определение структурных составляющих стали
Оптимальная глубина зачистки труб, проведение карбидного анализа и измерений твердости

Механические свойства исследованных сталей

Продолжение табл. 6-1

В пользу существования такой взаимосвязи говорят результаты ряда исследований [44, 45]. Так, в [44] отмечается, что образцы с наиболее высокими значениями кратковременной прочности отличаются и наиболее высокими значениями предела длительной
прочности (10 кгс/мм2), в то время как наиболее низкий предел текучести (28,5 кгс/мм2) соответствовал σ580д.п=5 кгс/мм2. При исследовании жаропрочности труб из стали 12Х1МФ в [45] высказано предположение, что предел длительной прочности коррелирует с пределом текучести, определенным при комнатной температуре.
Исследование взаимосвязи между пределом длительной прочности и результатами кратковременных испытаний было проведено авторами на металле труб из сталей 12Х1МФ и 15Х1М1Ф. Был исследован металл практически всего применяемого сортамента паропроводных труб, термически обработанных по стандартным режимам, а также после специальной термической обработки, проведенной в лабораторных условиях. Кроме того, исследовались паропроводные трубы из сталей 12Х1МФ после различного срока эксплуатации (до 45 тыс. ч).
Механические свойства исследуемых сталей, испытанных при комнатной и высоких температурах, представлены в табл. 5-1, из которой видно, что все характеристики механических свойств сталей 12Х1МФ и 15Х1М1Ф изменяются в довольно широких пределах, а большая часть труб из стали 12Х18Н12Т отличается пониженными против требований ТУ значениями предела прочности— 50,4—51,6 против 54,0 кгс/мм2. Трубы из сталей 12Х1МФ и 15Х1М1Ф характеризуются также большим разбросом значений механических свойств при рабочих температурах испытания.
В табл. 5-1 приведены экспериментально полученные значения пределов длительной прочности труб в исходном состоянии после стандартной заводской термической обработки и термической обработки в лабораторных условиях, а также труб, бывших в эксплуатации (сталь 12Х1МФ). Как следует из приведенных данных, значения   сталей 12Х1МФ и 15Х1М1Ф отличаются довольно большим разбросом. Кроме данных, полученных авторами, в табл. 5-1 учтены результаты испытаний на длительную прочность, проведенных ВТИ, ЦНИИчермет, ВНИТИ, ЦНИИТмаш, ЦКТИ, ЗиО и ТКЗ.
Были исследованы трубы из стали 12Х1МФ с различными типами микроструктур. Среди рекомендуемых (сдаточных) микроструктур преобладали структуры, соответствующие 2—5 баллу по шкале МРТУ и состоящие из феррита и различного количества (15—30%) сорбита отпуска и перлита. Размер зерна феррита исследуемых труб находился в пределах баллов от 3—4 до 8 включительно.
Были исследованы также трубы с нерекомендуемой (браковочной) структурой, состоящей из феррита и цепочки карбидов по границам зерен или мелких перлитных зерен (глобулей) на стыках зерен. Размер зерна феррита находился в пределах баллов 5—7 по шкале зернистости.
После нормализации при 1020—1050°С я отпуска при 730—760 С (т. е. заводской термической обработки) микроструктура стали 15Х1М1Ф состояла из различных количеств феррита и бейнита; микроструктура одной трубы была браковочной и состояла из бейнита со следами перекристаллизации по границам зерен. Размер зерна труб был в пределах баллов 3—8 по шкале зернистости.
Таким образом, для оценки жаропрочности .металла паропроводных сталей 12Х1МФ и 15Х1М1Ф в исходном состоянии были исследованы трубы с различной структурой и с кратковременными механическими свойствами при комнатной и при рабочей температурах в широком диапазоне. Полученные значения предела длительной прочности говорят о наличии зависимости этого показателя от исходного структурного состояния и от кратковременных механических свойств.
Наиболее высоким уровнем длительной прочности при рабочих температурах отличается сталь 12Х1МФ со структурой сорбита отпуска и наименьшим — со структурой почти чистого феррита и карбидов. Предел длительной прочности снижается при этом с 11,3 до 6,1 кгс/мм2 при температуре испытания 580°С.
Исследования показали, что наиболее достоверным критерием оценки длительной прочности по показателям кратковременных механических свойств при комнатной температуре является отношение предела текучести к величине относительного удлинения.
Значения предела длительной прочности и отношения  определяются значением накопленной деформации.
Величина σ0,2/δн выбрана в качестве условной характеристики сопротивляемости материала разрушению. Обработка экспериментальных данных в координатам подтвердила такую закономерность для

всех исследованных сталей и температур испытания на длительную прочность.

Рис. 6-3. Зависимость предела длительной прочности стали 12Х1МФ при различных температурах.
Сопоставление значений пределов длительной прочности, полученных предложенным методом и при длительных испытаниях серии образцов на испытательных машинах, показало, что максимальная ошибка метода не превышает в среднем ±1,1 кгс/мм2.
Сопоставление полученных данных приведено в табл.5-2.

Таблица 5-2

Таблица 5-3

В табл. 5-3 приведены показатели кратковременных механических свойств и предела длительной прочности паропроводных труб из стали 12Х1МФ после эксплуатации в течение 10—45 тыс. ч и сопоставлены значения предела длительной, прочности, определенные испытаниями на машинах стандартным методом при температуре 565°С и расчетным методом по отношению σ/δк; там же приведены значения предела длительной прочности, определенные методом горячей твердости.
Погрешность при определении значения длительной прочности труб из стали 12Х1МФ, бывших в эксплуатации, несколько больше, чем труб в исходном состоянии.

Это обусловлено главным образом погрешностями пересчета значений поперечных образцов на  продольные и некоторым разбросом значений кратковременных свойств, полученных по твердости с помощью безобразцового контроля переносными приборами.

Анализ данных испытания продольных и поперечных образцов показал, что для стали 12Х1МФ
(5-4)
для стали 15Х1М1Ф
(5-5)
для стали 12Х18Н12Т
(5-6}
Из зависимостей (5-4) — (5-6) видно, что наибольшая разница между показателями прочности и пластичности в продольном и поперечном направлениях наблюдается в стали 12Х18Н12Т.



 
« Непрерывное измерение горючих в уносе при сжигании АШ в котле ТПП-210А   Новая система автоматического регулирования и оптимизации загрузки шаровых барабанных мельниц »
электрические сети