Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Anyagvizsgáló és Állapotellenőrző Laboratórium Dr. Gémes György AndrásBME NTI 2014.11.12. Atomerőművi anyagvizsgálatok (Erőművi berendezések élettartam.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Anyagvizsgáló és Állapotellenőrző Laboratórium Dr. Gémes György AndrásBME NTI 2014.11.12. Atomerőművi anyagvizsgálatok (Erőművi berendezések élettartam."— Előadás másolata:

1 Anyagvizsgáló és Állapotellenőrző Laboratórium Dr. Gémes György AndrásBME NTI Atomerőművi anyagvizsgálatok (Erőművi berendezések élettartam számításának alapjai)

2 Bevezetés 1. Dr. Gémes György AndrásBME NTI Anyagvizsgáló és Állapotellenőrző Laboratórium Az erőművek feladata a mindenkori fogyasztói igényeknek megfelelő villamos és hőenergia kielégítése. Az erőművek azonban összetett rendszerek, melyek főberendezésekre bonthatók úgy mint: a tüzelőanyagban kötött energia hőenergiává történő átalakítása (reaktor, kazánok), a hőenergia mechanikai energiává történő átalakítása (gőzturbina), a mechanikai energia villamos energiává történő átalakítása (generátor).

3 Dr. Gémes György András Anyagvizsgáló és Állapotellenőrző Laboratórium Bevezetés 2. A főberendezések további funkcionális egységekre bonthatók: pl. kazán esetén kazándob forrcső rendszer kamrák ejtőcső rendszer pl. turbina esetén álló lapátozat járó lapátozat turbinaház csapágyak BME NTI

4 Dr. Gémes György András Anyagvizsgáló és Állapotellenőrző Laboratórium Bevezetés 3. A berendezés élettartama: Az az időtartam, ameddig a berendezés működőképes. Az élettartamot főként műszaki megoldásuk, minőségük, használati módjuk, karbantartásuk és felújításuk határozza meg. [Műszaki Lexikon] A berendezés elhasználódása: A berendezés használható- ságának az idő előrehaladásával bekövetkező csökkenése. Két fő részből, a műszaki elhasználódásból és az erkölcsi avulásból tevődnek össze. [Műszaki Lexikon] BME NTI

5 Dr. Gémes György András Anyagvizsgáló és Állapotellenőrző Laboratórium Alapfogalmak szerkezeti anyag és felépítése: az anyag természete, különbséget téve a vegyi összetétel, a kötési mód és a mikroszerkezet tekintetében igénybevétel: befolyásoló tényezők, amelyek a szer- kezeti anyagokra, azok felhasználása során hatnak tulajdonságok: olyan jellemzők, amelyek a szerkezeti anyagok viselkedését különböző igénybevételek mellett leírják BME NTI

6 Dr. Gémes György András Anyagvizsgáló és Állapotellenőrző Laboratórium Igénybevételek fajtái 1. mechanikai kémiai termikus biológiai sugárzásból származóak BME NTI

7 Dr. Gémes György András Anyagvizsgáló és Állapotellenőrző Laboratórium Igénybevételek fajtái 2. A felsorolt igénybevételek az anyag károsodását idézhetik elő, melyek a következők lehetnek: törés korrózió szövetszerkezeti elváltozás biológiai anyagkárosodás öregedés BME NTI

8 Dr. Gémes György András Anyagvizsgáló és Állapotellenőrző Laboratórium Szilárdságtani alapok 1. (Mechanikai igénybevétel) BME NTI

9 Dr. Gémes György András Anyagvizsgáló és Állapotellenőrző Laboratórium Szilárdságtani alapok 3. (Mechanikai igénybevétel) Főfeszültségek számítása háromtengelyű feszültségi állapot esetén: jelentik  értékét, ahol I 1, I 2, I 3 a feszültségtenzor skalár invariánsai. BME NTI

10 Dr. Gémes György András Anyagvizsgáló és Állapotellenőrző Laboratórium Szilárdságtani alapok 4. (Mechanikai igénybevétel) Általános Hooke – törvény: BME NTI

11 Dr. Gémes György András Anyagvizsgáló és Állapotellenőrző Laboratórium Szilárdságtani alapok 5. (Mechanikai igénybevétel) ahol : Poisson – tényező E: rugalmassági modulus [MPa] BME NTI

12 Dr. Gémes György András Anyagvizsgáló és Állapotellenőrző Laboratórium Griffith eredményei alapján a szerkezeteken bekövetkező törések vonatkozásában az alábbi megállapításokat tehetjük: Sorrend: Törésmechanikai alapok 1. 1.repedés keletkezése 2.repedés terjedése 3.törés bekövetkezése BME NTI

13 Dr. Gémes György András Anyagvizsgáló és Állapotellenőrző Laboratórium A repedés terjedésének kritériuma Törésmechanikai alapok 2. A repedés terjedésének leírásához az energiaváltozásokat kell vizsgálni. Ha a lemez csak rugalmas alakváltozást szenved, akkor minden egységnyi tér- fogatában rugalmas energia van felhalmozva. A teljes ép lemezben tárolt energia: BME NTI

14 Dr. Gémes György András Anyagvizsgáló és Állapotellenőrző Laboratórium Vizsgáljuk meg azt az esetet, amikor a lemezben a húzásra merőlegesen egy 2c hosszúságú repedés van. Törésmechanikai alapok 3. Így a lemezben tárolt energia: A repedés következtében felszabadult energia: BME NTI

15 Dr. Gémes György András Anyagvizsgáló és Állapotellenőrző Laboratórium A repedés növekedése során felszabaduló energia: Törésmechanikai alapok 4. A repedés felületi energiája: A repedés felületi energiájának változása a repedés növeke- dése során: d d ahol  : fajlagos felületi energia [J/m 2 ] BME NTI

16 Dr. Gémes György András Anyagvizsgáló és Állapotellenőrző Laboratórium A repedésterjedés feltétele: Törésmechanikai alapok 5. dd Határesetben: aholK: feszültségintenzitási tényező [MPa·m 1/2 ] BME NTI

17 Dr. Gémes György András Anyagvizsgáló és Állapotellenőrző Laboratórium Törésmechanikai alapok 6. BME NTI Elemi törési módok:

18 Dr. Gémes György András Anyagvizsgáló és Állapotellenőrző Laboratórium Törésmechanikai alapok 7. BME NTI Gyors törés:

19 Dr. Gémes György András Anyagvizsgáló és Állapotellenőrző Laboratórium Törésmechanikai alapok 8. BME NTI Rideg törés:

20 Dr. Gémes György András Anyagvizsgáló és Állapotellenőrző Laboratórium Törésmechanikai alapok 9. BME NTI Szívós törés:

21 Dr. Gémes György András Anyagvizsgáló és Állapotellenőrző Laboratórium ismétlődő (ciklikus) igénybevétel nél kevesebb igénybevétel hatására eltörik a feszültség a folyáshatár közelében, esetleg felette van makroszkópikus alakváltozással kell számolni Kisciklusú fáradás 1. BME NTI

22 Dr. Gémes György András Anyagvizsgáló és Állapotellenőrző Laboratórium Kisciklusú fáradás 2. A repedésterjedés sebességét befolyásoló tényezők: a repedés közeli feszült- ségmező a repedés csúcsa előtt elhelyezkedő anyag vi- selkedése szerkezet geometriája repedés alakja, mérete terhelő erők nagysága és iránya anyagtulajdonságok a terhelés frekvenciája BME NTI

23 Dr. Gémes György András Anyagvizsgáló és Állapotellenőrző Laboratórium Kisciklusú fáradás 3. A fáradásos repedésterjedést az alábbi módon írhatjuk le: ahola: repedés hossza N: ciklusszám  : terhelő feszültség K:repedés csúcsa előtti anyag- részre jellemző feszültséginten- zitási tényező c 1, c 2, c 3, n: állandók BME NTI

24 Dr. Gémes György András Anyagvizsgáló és Állapotellenőrző Laboratórium Hőfáradás BME NTI

25 Dr. Gémes György András Anyagvizsgáló és Állapotellenőrző Laboratórium Kúszás 1. Definíció: A folyáshatárnál kisebb ter- helés mellett magas hőmér- sékleten, hosszú idő alatt be- következő alakváltozás. BME NTI

26 Dr. Gémes György András Anyagvizsgáló és Állapotellenőrző Laboratórium Kúszás 2. T·(C+ln t) =állandó Larson – Miller összefüggés: BME NTI

27 Dr. Gémes György András Anyagvizsgáló és Állapotellenőrző Laboratórium Kúszás 3. BME NTI

28 Dr. Gémes György András Anyagvizsgáló és Állapotellenőrző Laboratórium Kúszás 4. BME NTI

29 Dr. Gémes György András Anyagvizsgáló és Állapotellenőrző Laboratórium Kúszás 5. (Mechanikai igénybevétel) Méretezés történhet: a.tartamszilárdságra: az a feszültség, amit az anyag törés nélkül megadott ideig biztonságosan elvisel, b.kúszási határra: az az időtartam, amit az anyag törés nélkül elvisel adott feszültség mellett. BME NTI

30 Dr. Gémes György András Anyagvizsgáló és Állapotellenőrző Laboratórium Erőművi főberendezések esetén a kémiai igénybevétel leggyakoribb formája a korrózió. Definíció: Fémfelület korróziója: a szerkezeti anyagnak a környezet hatására végbement és a felületről kiinduló bárminemű elváltozása, amely kémiai, fizikai-kémiai folyamatok ered- ménye [Műszaki Lexikon] Kémiai igénybevétel BME NTI

31 Dr. Gémes György András Anyagvizsgáló és Állapotellenőrző Laboratórium Kémiai korrózió: közvetlen kémiai kölcsönhatás ered- ménye, a fémion és az elektron kilépés térbelileg nem elvá- lasztva, hanem molekuláris határon belül, elektromos áram keletkezése nélkül megy végbe. Elektrokémiai korrózió: a fémion és az elektron kilépés tér- belileg elválasztva elektromos áram keletkezése mellett megy végbe. Korrózió (Kémiai igénybevétel) BME NTI

32 Dr. Gémes György András Anyagvizsgáló és Állapotellenőrző Laboratórium Egyenletes korrózió:az érintett felületen egyenletesen megy végbe. következménye: falvastagság csökke- nés Helyi korrózió: a fémfelület meghatározott helyére ter- jed ki. következmény: lyukadás Korrózió fajtái (Kémiai igénybevétel) BME NTI

33 Dr. Gémes György András Anyagvizsgáló és Állapotellenőrző Laboratórium Befolyásoló tényezők: T, pH,  v Korróziót előidéző gázok (O 2, CO 2 ), kloridok. Korróziósebesség 1. (Kémiai igénybevétel) aholT: hőmérséklet [K] pH: kémhatás [-]  : fajlagos vezető képesség [S/cm] v: a közeg áramlási sebessége [m/s] BME NTI

34 Dr. Gémes György András Anyagvizsgáló és Állapotellenőrző Laboratórium Korróziósebesség 2. (Kémiai igénybevétel) aholw k : korrózió sebesség [g/m 2 h] k c : geometriai tényező [-] B, N: a szerkezeti anyag króm molibdén tartalmát és a munkaközeg hőmérsékletét figyelembe vevő tényező. f(  ): a szerkezeti anyag üzemidejét figyelembe vevő tényező. A korrózió sebességét leíró képlet a KWU néven ismert összefüggés: BME NTI

35 Dr. Gémes György András Anyagvizsgáló és Állapotellenőrző Laboratórium Kémiai igénybevétel BME NTI

36 Dr. Gémes György András Anyagvizsgáló és Állapotellenőrző Laboratórium Termikus igénybevétel 1. Növelt hőmérsékletnek kitett anyagokban szerkezeti változások mennek végbe, melyek az alkalmazás szempontjából meghatározó tulajdonságokat hátrányosan befolyásolják. BME NTI

37 Dr. Gémes György András Anyagvizsgáló és Állapotellenőrző Laboratórium Termikus igénybevétel 2. A termikus igénybevétel következményei: mechanikai tulajdonságok romlása szövetszerkezet átalakulása újrakristályosodás diffúziós folyamatok felgyorsulása (pld. kúszás) feszültségmező megváltozása belső járulékos feszültségek kialakulása BME NTI

38 Dr. Gémes György András Anyagvizsgáló és Állapotellenőrző Laboratórium PÉLDÁK BME NTI

39 Dr. Gémes György András Anyagvizsgáló és Állapotellenőrző Laboratórium A repedés keletkezési folyamata AKimutatható károsodás | DA repedés megjelenés | GÁtszakadás BME NTI

40 Dr. Gémes György András Anyagvizsgáló és Állapotellenőrző Laboratórium A replikavizsgálat értékelése A falvastagság megmérése. Folyamatos köszörülés a negatív tűréshatárig. Ismételt előkészítés és replika vizsgálat. A replika vizsgálat értékelése. Az üregsűrűség meghatározása. Tovább üzemelés. Ismételt előkészítés és replika vizsgálat. Javítás, csere. A replika vizsgálat eredményének értékelése (0 - 5). Az üregek sűrűségének meghatározása Replika vizsgálat az adott helyen BME NTI

41 Dr. Gémes György András Anyagvizsgáló és Állapotellenőrző Laboratórium A replikavizsgálat értékelése 0 osztály:Nincs termikus okra visszavezethető szövetszer- kezet változás 3 osztály:Időtartam károsodás mikropórus láncok formájában 5 osztály:Szövetszerkezeti sérülések mak- rorepedések formájában BME NTI

42 Dr. Gémes György András Anyagvizsgáló és Állapotellenőrző Laboratórium BME NTI

43 Dr. Gémes György András Anyagvizsgáló és Állapotellenőrző Laboratórium BME NTI

44 Dr. Gémes György András Anyagvizsgáló és Állapotellenőrző Laboratórium A főgőzvezeték ívek élettartamát befolyásoló tényezők: anyagminőség geometria R/D hőmérséklet nyomás (feszültség) gyártási eredetű hibák (ovalitás, eltérő falvastagságok) Főgőzvezeték ívek BME NTI

45 Dr. Gémes György András Anyagvizsgáló és Állapotellenőrző Laboratórium 545 °C Üzemi hőmérséklet TBetriebstemperature T 548 °C h 542 °C h 4 % Ovalitás UUnrundheit U 30 mm Falvastagság s z Wanddicke s z 5 % h 3 % h 29,5 mm h 30,5 mm h élettartam rövidülés Lebensdauerverkürzung hélettartam hosszabodás Lebensdauerverlängerung BME NTI

46 VÉGE Dr. Gémes György András Anyagvizsgáló és Állapotellenőrző Laboratórium BME NTI


Letölteni ppt "Anyagvizsgáló és Állapotellenőrző Laboratórium Dr. Gémes György AndrásBME NTI 2014.11.12. Atomerőművi anyagvizsgálatok (Erőművi berendezések élettartam."

Hasonló előadás


Google Hirdetések