CS248937B1

CS248937B1 - Způsob zkoušení životnosti teplosměnných stěn výparníků a zařízení k jeho prováděni

Info

Publication number: CS248937B1
Application number: CS521285A
Authority: CS
Inventors: Venanc Walder; Ivan Talpa
Original assignee: Venanc Walder; Ivan Talpa
Priority date: 1985-07-12
Filing date: 1985-07-12
Publication date: 1987-03-12

Abstract

Řešení se týká způsobu zkoušení životnosti teplosměnných stěn, zejména stěn výparníků parogenerátorů na trubkových nebo plochých vzorcích, a zařízení umožňující provádět takovýto způsob zkoušení. Podstata způsobu spočívá v tom, že teplotně korozní namáhání se ekvivalentně zpodobní mechanicko korozním, při kterém se na zkušební vzorek teplosměnné stěny výparníku působí proudem tekutého tlakového temperovaného média, např. vody o teplotě T 200 až 273 °C a tlaku p v rozmezí od minimální hodnoty v závislosti na teplotě T dané vztahem p>/T-l°^.2/5 + O,l 7.10 až do maximální hodnoty 10 MPa a současně se zkušební vzorek zatěžuje cyklickým osovým namáháním s frekvencí 0,01 - J.0 Hz, přičemž počet cyklů do porušení zkušebního vzorku je mírou odolnosti materiálu. Podstata zařízení spočívá v tom, že do horní upínací čelisti hydraulického únavového stroje je zaústěna přívodní trubka od ohřívače, který je propojen s oběhovým čerpadlem, na jehož vstup je připojena výstupní trubka od spodní čelisti, přičemž vytvořený hydraulický obvod je uzavřen zkušebním vzorkem a je napojen na doplňující obvod s tlakovacím čerpadlem.

Description

Vynález se týká způsobu zkoušení životnosti teplosměnných stěn, zejména stěn výparníků parogenerátorů na trubkových nebo plochých vzorcích a zařízení umožňující provádět takovýto způsob zkoušení.

Při intenzívním přestupu tepla přes stěnu trubek nebo jiné teplosměnné stěny parogenerátorů z primární na sekundární stranu dochází na chladnější sekundární straně ve výparníkové části na styku mezi médiem a stěnou k místnímu intenzivnímu odpařování a ke vzniku nesouvislých oblastí, kde stěna není ochlazována přímým stykem a tekutým teplosměnným médiem, ale je od tohoto média izolována vrstvou vznikající páry. V uvedeném místě následkem zmenšeného přestupu tepla vzrůstá lokální teplota stěny.

Jelikož tento děj v tomto místě je v následujícím okamžiku vystřídán situací, kdy sekundární teplosměnné médium naopak je v přímém styku se stěnou a dochází tedy k intenzivnímu ochlazování jejího povrchu, je toto i každé další místo na teplosměnné stěně ve výparníkové části parogenerátorů pod střídavým lokálním napětím úměrným teplotním rozdílům probíhající lokální teplotní fluktuace.

Tento efekt se taktéž intenzivně uplatňuje při fluktuaci polohy rozhraní pára - kapalina. Poškozování stěn vyvolané tímto procesem je dále výrazně urychlováno většinou souběžným korozním působením odpařujícího se sekundárního média. Experimentální studium životnosti trubek pod vlivem takovéhoto kombinovaného poškozování stěn je velmi nesnadné, přičemž studium s použitím parogenerátorů je mimořádně nákladné a navíc vylučuje možnosti urychlování zkoušek. Z těchto důvodů odhad životnosti trubek i jiných teplosměnných stěn v takto kombinovaných podmínkách namáhání se opírá pouze o výsledky samostatných zkoušek mechanických a korozních vlastností bez možnosti respektovat rozhodující vlivy kombinovaného poškozování stěn výparníků.

Uvedené nevýhody odstraňuje předložený vynález, jehož předmětem je způsob zkoušení životnosti teplosměnných stěn výparníků parogenerátorů, přičemž podstata spočívá v tom, že teplotně korozní namáhání se ekvivalentně zpodobní namáháním mechanicko korozním, při kterém se na zkušební vzorek teplosměnné stěny výparníků působí proudem tekutého tlakového temperovaného média, např. vody o teplotě T 200 až 373 °C a tlaku £ v rozmezí od minimální hodnoty v závisloti na teplotě T dané vztahem

P> Ζϊζκηφ! ₊ o,i 7.10 až do maximální hodnoty 10 MPa. Současně se zkušební vzorek zatěžuje cyklickým osovým namáháním s frekvencí 0,01 — 10 Hz. Počet cyklů do porušení zkušebního vzorku je mírou odol-> nosti materiálu. Předmětem vynálezu je dále zařízení k provádění tohoto způsobu, jehož podstata spočívá v tem, že do horní upínací čelisti hydraulického únavového stroje je zaústěna přívodní trubka od ohřívače, který je spojen s oběhovým čerpadlem, na jehož vstup je připojena výstupní trubka od spodní upínací čelisti, přičemž vytvořený hydraulický obvod je uzavřen zkušebním vzorkem a je napojen na doplňující obvod s tlakovacím čerpadlem.

Výhoda způsobu zkoušení a zařizení podle vynálezu spočívá v tom, že lze ekvivalentně zpodobnit teplotně-korozní namáhání mechanioko-korozním namáháním s přesně definovanými podmínkami zkoušení a s respektováním frekvenčního spektra fluktuací teplot na stěnách trubek bez výparníků.

Příklad konkrétního provedení zařízení dlě vynálezu je schematicky znázorněno na výkresu.

Zařízení sestává z hydraulického únavového stroje 2_ s mechanickou zatěžovací jednotkou 3 připojenou na řídicí jednotku mechanického zatěžování 4. V upínacích čelistech hydraulického únavového stroje 2 je upnut zkušební vzorek 1_. Do horní upínací čelisti je zaústěna přívodní trubka l1 od ohřívače 5, který je propojen s oběhovým čerpadlem 9, na jehož vstup je připojena výstupní trubka 12 od spodní upínací čelisti. Na takto vytvořený hydraulický obvod je připojen doplňující obvod s'tlakovacím čerpadlem 8, na jehož vstup je přes zařízení pro udržování chemických parametrů ]_ připojeno měřící zařízení 6. Všechny prvky hydraulického a doplňujícho obvodu jsou napojeny na řídicí jednotku korozního zatěžování 10.

Zkušební vzorek 1^ se upne do upínacích čelistí hydraulického únavového stroje 2 ^azatěžuje mechanickou zatěžovací jednotkou 2 prostřednictvím řídicí jednotky mechanického zatěžování 4. Současně se zkušební vzorek 1. /příkladně trubka φ 18 mm x 2,5 mm/ podrobí působení protékající vody o teplotě T 300 °c a tlaku g 10 MPa, tj. tlaku, který je větší než 7,88 MPa, což je minimální hodnota zkušebního tlaku pro danou teplotu T 300 °C dle uvedeného vztahu.

Rychlost proudění vody je 1 m/s. Frekvence mechanického zatěžování v hydraulickém únavovém stroji 2 činí 0,1 Hz. Proudění vody zajištuje oběhové čerpadlo 9 ^a jeho_tlak tlakovací čerpadlo 8. Teplotu tekutého média, tj. vody zajištuje ohřívač 5_.

Kontrola parametrů vody je zajišťována měřícím zařízením £, úpravu chemických parametrů vody zajištuje zařízení pro udržování chemických parametrů 7. Řízení činnosti se provádí prostřednictvím řídící jednotky korozního zatěžování 10.

Claims

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

1. Způsob zkoušení životnosti teplosměnných stěn výparníků podléhajících teplotně koroznímu namáhání vyznačující se tím, že teplotně korozní namáhání se ekvivalentně zpodobní namáháním mechanicko korozním, při kterém se na zkušební vzorek teplosměnné stěny výparníků působí proudem tekutého tlakového temperovaného média, zejména vody o teplotě T 200 až 373 °C a tlaku g v rozmezí od minimální hodnoty v závisloti na teplotě T dané vztahem

P> ZT-103/^,⁵ _{+ Q(1}7.10 až do maximální hodnoty 10 MPa a současně se zkušební vzorek zatěžuje cyklickým osovým namáháním s frekvencí 0,01 — 10 Hz, přičemž počet cyklů do porušení zkušebního vzorku je mírou odolnosti materiálu.
2. Zařízení k provádění způsobu dle bodu 1, sestávající z hydraulického únavového stroje, vyznačující se tím, že do horní upínací čelisti je zaústěna přívodní trubka /11/ od ohřívače /5/, který je propojen s oběhovým čerpadlem /9/, na jehož vstup je připojena výstupní trubka /12/ od spodní upínací čelisti, přičemž vytvořený hydraulický obvod je uzavřen zkušebním vzorkem /1/ a je napojen na doplňující obvod s tlakovým čerpadlem /8/.