Социалистическое соревнование
Применение труб с внутренним оребрением
Исследование методом голографической интерферометрии
Влияние нелинейностей на жесткость линзовых компенсаторов
Расчет производительности мельниц-вентиляторов
Испытание подогреваемого воздушного маслоохладителя ГПА ГТК-10
Функциональная зависимость для лопаточных машин
К расчету на прочность 8-образных лопаток радиальных нагнетателей
Скорость витания крупных капель жидкости в потоке газа или пара
Состояние и перспективы развития сварочного производства
Автоматическая наплавка на кромки главных патрубков корпусов реакторов ВВЭР-1000
Взаимосвязь характеристик прочности низколегированных сталей
Статистический анализ распределения механических свойств стали
Распределение прибылей на крупных стальных отливках с помощью ЭВМ
Сопротивление стали 15Х2НМФА
Состояние и перспективы развития отраслевой системы информации
Котлостроение на востоке страны
Научно-техническая информация
Станок для очистки и намотки сварочной проволоки
Фланце-гибочная машина
Мероприятия по экономии материальных и топливно-энергетических ресурсов
Метод уравновешивания вращающихся дискретно распределенных масс
Расчет тепловых схем паротурбинных установок
Экономичность работы ступени
Суммарная доля потерь в ступени с ВРА
О влиянии сепарирующих устройств на вибронапряженность рабочих лопаток
Исследования вибронапряженности рабочих лопаток компрессоров
Особенности гидравлических схем и расчетов ширмовых пароперегревателей
Задача оптимального распределения пара
Практически величины полных коэффициентов гидравлического сопротивления
Повышение усталостной прочности новых конструкций рабочих колес
Пределы усталости сталей
Глубина деформированного слоя
Свойства металла двухслойных трубопроводов ДУ 850 и 350
Термокинетическая диаграмма стали
Изготовление отводов методом горячей штамповки
Исследование металла колен Ду850
Влияние термомеханических режимов обработки биметалла
Влияние режимов термической обработки на структуру
Усталостная прочность соединений труб с трубными досками
Дистанционное исследование металла внутренних поверхностей
Анализ повреждаемости маслоохладителей паровых турбин
Диспетчеризация энергетического хозяйства на котлостроительных заводах
Диспетчерский щит
Энергохозяйство завода
Проектирование и внедрение средств механизации
Работа линии
Создание централизованного заготовительного производства
Стенд для коррозионных испытаний
Повышение экономичности тягодутьевых машин
Некоторые характеристики работы топок
Выход летучих соединений из частиц угля
Работать эффективно и качественно
Развитие бригадных форм организации и оплаты труда
Пути снижения металлоемкости выпускаемого оборудования
Устройство для измерения полей температур
Пьезоэлектрический искатель для ультразвукового контроля
Применение вертикальных парогенераторов
Снижение площади поверхности нагрева
Возбуждение аксиальных колебаний колес паровых турбин
Частота пульсирования статической волны
Регистрация ДФМ кратности возбуждения
Испытания в стационарных условиях с помощью ДФМ
Динамическая прочность облопачивания приводной турбины К6-30П
Седьмая ступень турбины
Восьмая ступень турбины
Исследование жесткости профильных витых труб
Интерполирование поверхностей лопастей гидромашин
Методика учета сухого трения в автоматического регулирования
Снижение металлоемкости электромагнитных фильтров
Экономическая эффективность повышения надежности энергетических машин
О надежности гидравлической схемы экранов
Тепловой поток на внутренней поверхности нагрева
Неравномерность обогрева экранов
Технологические основы повышения производительности
Задача повышения точности формообразования
Оценка значимости составляющей погрешности статической настройки
Термоциклическая обработка корпусной стали
Влияние хрома и ванадия на склонность к разрушению стали
Влияние ликвационной неоднородности
Физико-механические характеристики
Испытание на сжатие
Взаимодействие встречных потоков газового теплоносителя
Экспериментальный участок
Характерные особенности проведенных экспериментов
Вопросы совершенствования методологии
Удельный вес новых изделий в общем объеме товарной продукции
Расходы на подготовку и освоение производства новых видов продукции
Премирование за внедрение заимствованных новшеств
Каждую работу на уровень изобретений
Технология изготовления диафрагм паровых турбин
Секция экономики и организации производства
Способ изготовления керамических литейных форм
Главная запорная задвижки ДУ850 мм первого контура блока ВВЭР-1000
Сварочные работы в котельном цехе
Подготовка рабочего места
Экспериментальное исследование аэрации и деаэрации конденсата
Характеристика и результаты отдельных серий опытов
Об использовании энергии пульсирующего потока в газовой турбине
Значение относительной скорости турбины
Величина вращающегося момента на колесе турбины
Создание комплексной системы управления качеством продукции на Атоммаше
Параллельное ведение строительно-монтажных работ
Комиссия по культуре производства
Эффективность функционирования КС УКП
Внедрение комплексной системы
Работа по внедрению в производство новых котлов
Возможность монтажных дефектов при сборке
Технологическая подготовка производства
Идентификация и контроль качества турбомашин
Совокупность упругих и диссипативных свойств свободного ротора
Оценка коррозионной стойкости материалов
Коррозионные потери в паровой среде
Оборудование для производства
Керамические стержни
Прорезка пазов в турбинных лопатках электроалмазным методом
Система подачи электролита в зону обработки
Сверление глубоких отверстий на специализированном расточном станке с ЧПУ
Скручивание твердосплавных сверл при сверлении
Влияние свойства СОЖ на процесс сверления
Опыт эксплуатации на ГЭС гидроагрегатов со свободными болтами
Об эффективности защиты пылеприготовительного оборудования
Металлические диафрагмы из жести
Способы облегчения вскрытия клапанов
Автоматизация проектирования технологических маршрутов
Служебное назначение изделия
Зависимости от конструктивных и технологических особенностей детали
Специфика конкретного производства
Термическая обработка стали ЮГН2МФА
Измерение соосности вертикальных каналов
Схема регулировки длин рычагов подвижной мишени
Экспериментальные исследования в гидротурбостроении
Отработка оптимальной конструкции спиральной камеры
Разработка проточной части гидротурбин
Натурные испытания на действующих гидростанциях
Затруднения экспериментальных исследований в области гидротурбостроения
Состояние организации труда
Комплексный подход к организации рабочих мест
Полезная книга
Результаты Всесоюзного конкурса
В павильоне «Электрификация»
Котел-утилизатор КС-200-ВТКУ
Атомная энергетика
Ускорение процесса изготовления первого корпуса реактора
Сопротивление продольно омываемых неравномерных пучков гладких труб
Коэффициент гидравлического сопротивления
Исследование некоторых особенностей гидравлического сервомотора
Устойчивость рассматриваемой системы
Теплоотдача в масло и его охлаждение в ГТД
Систематизация структуры и выбор характеристик пусковых узлов
Признаки систем отвода пара
Исследования влияний типа сепарационного устройства
Расположение и протяженность смазочного слоя
Конструктивная прочность рабочих лопаток паровых турбин
Исследование служебных характеристик лопаток
Результаты испытаний образцов и опытных лопаток
Технология изготовления уникальных сварных роторов турбин
Характеристика основного металла
Конструкция сварного соединения
Технология сборки
При вертикальном способе
Автоматическая сварка под слоем флюса
Полуавтоматическая машина для изготовления моделей
Свойства термообработанной стали 15Х1М1Ф после холодной деформации
Автоматическая сварка вертикальных швов
Характер распределения концентрации углерода в перлитной стали
Правофланговые социалистического соревнования
О замене вагранок индукционными печами промышленной частоты на заводах отрасли
Сжигание высокореакционных углей
Изменение соотношения скоростей вторичного воздуха
Изменение падающих и обратных локальных тепловых потоков по сечениям
Котел утилизатор для сжигания элементарной серы
Ультразвуковой цифровой дефектомер
Рабочая эстафета
Большие задачи турбостроителей
Развитие атомной энергетики в европейской части России
Развитие ремонтного и транспортного хозяйств
Основные проблемы компрессоростроения
Уточненный метод получения характеристик центробежных компрессоров
Получение характеристик отдельных ступеней
Изменения отдельных параметров по ступеням
Об измерении параметров потока в проточной части
Получения объективной осредненной величины температуры торможения потока
Влияния теплоизоляции корпуса центробежной компрессорной секции
Влияние типа решетки на характеристики ступени
Работа концевых ступеней ЦКМ при высоких числах
Подсчет газодинамических характеристик отдельных элементов ступеней
Унификация элементов проточных частей центробежных компрессорных машин
Способ унификации обратного направляющего аппарата в промежуточной ступени ЦКМ
Влияние загрязнения проточной на запас устойчивой работы
Проточная часть осевых компрессоров
Потери теплоты через корпус неизолированной секции центробежного компрессора
Внедрение сварных колес для ЦКМ
Сварные колеса
Исследованные марки сталей
Прочностные характеристики сварных колес
Сталь типа сихромаль с высокой жаростойкостью
Повышение работоспособности экранов
Влияние легирования хром-никель-молибден-ванадиевых сталей
Закономерности свойств около-шовного металла
Состояние поверхностного слоя
Принципиальная технология изготовления образцов
Шероховатость
Глубина распространения остаточных напряжений сжатия
Сварка труб поверхностей теплообмена
Методы борьбы с гратом
Новые стали для атомных реакторов с натриевым теплоносителем
Испытания на склонность к ЛРОЗ
Задача рационального использования трудовых ресурсов
Водоподготовительное оборудование, выпускаемое ПО «Красный котельщик»
Совершенствование складского хозяйства в ПО «Красный котельщик»
«Круглый стол» отраслевых журналов
Конференция на Атоммаше
Технология термической обработки
Противопригарная краска для стальных отливок

Статистический анализ распределения механических свойств стали марок 22К и 16ГНМ в барабанах котлов высокого давления

В связи с изменчивостью эксплуатационных нагрузок и рассеянием свойств металла расчетная оценка ресурса деталей и элементов конструкций энергетического оборудования должна основываться на вероятностной связь срока их службы с надежностью, оцениваемой вероятностью работы без разрушения. Реализация указанного подхода требует определения для рассчитываемых деталей и элементов закономерностей распределения механических свойств металла, которые полезно знать также для уточнения уровня допускаемых напряжений, требований технических условий к металлу и корректировки технологического процесса изготовления элементов.
В статье приводятся результаты исследования распределения механических свойств стали марок 22К и 16ГНМ, применяемых при изготовлении котельных барабанов высокого давления. Обрабатывали данные заводских сертификатов примерно 300 обечаек из стали марки 22К, изготовленных в 1950—1965 гг., и 400 обечаек из стали марки 16ГНМ, изготовленных в 1960— 1969 гг. на БКЗ и ТКЗ. Проверка с использованием критерия [1] показала, что различие во времени изготовления барабанов в пределах указанных сроков в целом не нарушило однородности выборок. Установлено также, что металл обечаек, изготовленных на БКЗ и ТКЗ, не отличается заметно по распределению механических свойств. Гистограммы механических свойств приведены на рис. 1—6.
Для каждой выборки вычисляли среднее значение механической характеристики X, среднеквадратичное отклонение и коэффициент вариации V = 100 %
Возможность описания распределения по нормальному закону проверяли с помощью критерия согласия А. Н. Колмогорова и сравнения в нормально-вероятностных координатах экспериментальной и теоретической накопленных частот.
Хотя все исследованные характеристики по техническим условиям имеют односторонние ограничения, в большинстве случае гистограммы удовлетворительно аппроксимируются нормальным законом распределения. Гистограммы для стали марки 22К.
Известны работы, в которых сравнение стали марок 16ГНМ и 22К по механическим свойствам производили по результатам отдельных малочисленных испытаний. Представляет интерес сопоставление статистических закономерностей распределения свойств стали этих марок (см. рис, I—6, таблицу). Видно, что более легированная и, следовательно, более чувствительная к возможным в производственных условиях колебаниям технологических режимов сталь 16ГНМ характеризуется заметно большим рассеянием как прочностных, так и пластических свойств. Значения коэффициентов вариации расчетных прочностных характеристик (временного сопротивления при нормальной температуре и предела текучести при рабочей температуре) у стали марки 16ГНМ на 30...45 %, а относительного удлинения — почти вдвое выше» чем у стали марки 22К.
Наиболее существенно эти стали различаются по пределу текучести (см. рис. 2, 3). Кривые распределения этой характеристики у стали марки 16ГНМ смещены вправо относительно стали марки 22К настолько, что лишь незначительно перекрываются. Это определяет безусловное преимущество стали первой марки перед сталью второй марки при работе в таких условиях, когда нагрузки имеют статический характер и расчет на прочность ведется по предельному пластическому состоянию.
Кривые распределения временного сопротивления сопоставляемых сталей в значительной степени перекрываются. Статистическая оценка среднего значения 03 для стали марки 16ГНМ лишь на 10 % выше, чем для стали марки 22К, причем дисперсия и коэффициент вариации, характеризующие рассеяние свойств, у стали марки 16ГНМ больше. Таким образом, при расчете на прочность по разрушающим нагрузкам различие между этими сталями с учетом рассеяния свойств сглаживается.
Кривая распределения относительного удлинения стали марки 16ГНМ смещена влево относительно стали марки 22К. Статистическая оценка среднего значения 6 у нее на 25 % ниже, чем у стали марки 22К- Явно выраженный усеченный характер распределения б стали марки 16ГНМ свидетельствует о том, что довольно большая часть испытываемых проб показывает низкую пластичность и нормативные требования к относительному удлинению выполняются, по-видимому, лишь после повторных испытаний на удвоенном количестве образцов или, возможно, после проведения повторной термической обработки. Пониженную пластичность стали марки 16ГНМ иллюстрирует и распределение отношения. Средние значения этого отношения у стали марки 16ГНМ находятся на уровне максимальных для стали марки 22К.
Пониженные пластические свойства стали марки 16ГНМ предопределяют ее меньшее сопротивление малоцикловой усталости. С помощью предложенного Мэнсоном уравнения линии универсальных наклонов [2] по взятым из сертификатов значениям прочностных и пластических характеристик при кратковременном статическом растяжении было построено семейство кривой расчетной характеристикой, для стали обеих марок в большинстве случаев заметно выше значений, гарантированных техническими условиями.
Прочности по временному сопротивлению при нормальной температуре и по пределу текучести при рабочей температуре относительно допускаемых напряжений для стали марок 16ГНМ и 22К по ОСТ 108.031.02—75. В обоих случаях фактический запас прочности выше нормативных значений, которые составляют 2,6.
На рисунке показаны кривые, соответствующие вероятностям разрушения 2,5 и 50%. Как видно, из-за пониженной пластичности и большого разброса свойств стали марки 16ГНМ число циклов до ее разрушения может быть даже меньше, чем у стали марки 22К при одинаковой амплитуде напряжений. Другими словами, по работоспособности в условиях нестационарного нагружения сталь марки 16ГНМ не только не имеет каких-либо преимуществ перед сталью марки 22К, но в некоторых случаях и уступает ей. Поскольку в действительности уровень напряжений в барабанах из стали марки 16ГНМ выше, чем в барабанах из стали марки 22К, вероятность образования в них усталостных трещин существенно возрастает. Опыт эксплуатации подтверждает большую повреждаемость барабанов из стали марки 16ГНМ.
По ограниченным данным (20 обечаек) были построены кривые малоцикловой усталости стали марки 16ГНМА. В интервале 103...10 циклов амплитуды напряжений, соответствующие одинаковым вероятностям разрушения, у стали этой марки на 8 ...*12 % больше, чем у стали марок 16ГНМ и 22К. Как видно из рис. 7, кривая малоцикловой усталости стали марки 16ГНМА, соответствующая вероятности разрушения 2,5 %, практически совпадает с кривыми малоцикловой усталости стали марок 16ГНМ и 22К, соответствующими вероятности разрушения 50 %. Большее сопротивление малодикловой усталости стали марки 16ГНМА, чем стали марок 16ГНМ и 22К, обусловлено более благоприятным сочетанием у нее прочностных и пластических характеристик.
Полученные данные, в частности, свидетельствуют о существовании предпосылок для того, чтобы при поверочных расчетах на статическую прочность эксплуатирующихся барабанов (например, после выборок дефектных участков) величина допускаемого напряжения с учетом фактических свойств металла и условий эксплуатации принималась выше установленных в настоящее время предельных значений (17,7-107 Па для стали марки 16ГНМ и 12,7-102 Па для стали марки 22К) ГЗ], Это позволило бы увеличить максимально допустимые размеры выборок, оставляемых в эксплуатации, и отказаться в ряде случаев от необоснованного проведения сложных и трудоемких ремонтных заварок, которые к тому же не всегда обеспечивают работоспособность сварного соединения на уровне основного металла. Выводы
1. Определены статистические параметры распределения механических свойств обечаек барабанов из стали марок 16ГНМ и 22К, которые могут использоваться при оценке ресурса барабанов высокого давления, оценке качества их изготовления, уточнении уровня свойств* регламентируемых техническими условиями, и при корректировке допускаемых напряжений.
2. Существуют предпосылки для того, чтобы при поверочных расчетах на статическую прочность эксплуатирующихся барабанов из стали марок 22К и 16ГНМ величины допускаемых напряжений с учетом фактических свойств металла и условий эксплуатации принималась выше установленных в настоящее время предельных значений.



 
Яндекс.Метрика