DD137145C2 - Verfahren zur Behandlung von Probestücken für die Lebensdauer eri.ixtvlung - Google Patents

Description

- A-

Titel

Verfahren zur Behandlung von Probestücken für. die Lebensdauerermittlung

AnwD nd ungs gebiet

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von Probestücken fUr die Ermittlung des Erschöpfungsgrades und der Restlebensdnuer der Probestücke аиф-angzeitbeanspruchten Bauteilen, wie Rohrleitungen, Sammlern und Gehäusen, in Wärmekraftwerken über eine komplexe Werkstoffuntersuchung.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Es ist ein Verfahren bekannt geworden, bei dem durch simulierte Betriebszustande eine Behandlung von Probestücken für die Ermittlung des Erschöfpungegrades und der Restlebensdauer der Proben aus. langzeitbacnspruchten Bauteilen erfolgt, so daß durch das Werkstoffverhalten eine qualitative und quantitative Aussage über den Anlagenzustand, die noch vorhandene Lebensdauer sowie daraus abzuleitende bbcrwachungs- und Rekonstruktionsmcßnshnen möglich ist. Die Aussagen einer solchen komplexer-Werkstoffuntersuchung stimmen jedoch mit dem tatsächlichen Zustand nicht überein, so daß aufgrund der erforderlichen Extrapolationen Lebensdauer-Fehlbestimmungen erfolgen, die zu ökonomisch nicht au vertretenden Entscheidungen für Überwachung, Änderungen der Fahrweise oder Rekonstruktionen führen. Es wurde erkannt, daß sich das in Betrieb befindliche Bauteil nicht mit der gleichen Dorniges сhwindigkeit dehnt, wie die beanspruchten Proben während dor komplexen V/erkntof'funtersuchung.

Ziel der Erfindung ist, die Behandlung der Probestücke so durchzuführen, daß die Ermittlung der Lebensdauer den tatsächlichen Bedingungen zugrunde liegt,

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die durch die Wärmebehandlung bedingte Verztanderung zu berücksichtigen und eine repräsentative Dehngeschwindigkeit als Lebensdauer-Kennwert zu ermitteln. Dies wird dadurch erreioht, daß erfindungsgemäß eine Anzahl von Probestücken eines Bauteiles bis 5000 Std· im Bereich der Betriebsparameter, z. B, bei einer Temperatur von

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500 C und einer Spannung von 7,0 kp/mm , beansprucht und nach einer bestimmten Versuchsdauer,'z. B. nach 500, 1000, 1500, 2000, 5000, 4000 jmd 5000 Std., entlastet wird, die bleibenden Dehnungen aus der Probenbeanspruchung zu den bestimmten Zeitpunkten der Versuchsdauer ermittelt und in ein Diagramm eingetragen werden, diese Kurve durch, eine werkstoff-, beanspruchungs- und temperaturbezogene, die eingetretene Verzunderung berücksichtigende Vergleichskurve korrigiert und aus dem gesicherten Bereich des II. Kriechstadiums eine repräsentative Dehngeschwindigkeit ermittelt wird.

Ausfuhrungsbeispiel

Anhand eines AusführungsBeispiels wird die Erfindung näher erläutert. Die Zeichnung aeigt das Diagramm zur Bestimmung der repräsentativen Dehngesctiwindigkeit.

Aus einer Rohrleitung eines Wärmekraftwerkes mit einer Betriebszeit von 70 000 Std. bei einer mittleren Temperatur von 500 ⁰C und einer Beanspruchung von 7,0 kp/mm , deren Lebensdauer und Erschöpfungsgrad zu ermitteln sind, wird ein 500 mm langer Rohrabschnitt so aus der Rohrleitung herausgetrennt, daß keine Werkstoffveränderungen er-folgen. Um eine erste qualitative Einschätzung des Werkstoffzostandes zu erhalten, v/erden die chemische Analyse, die mechanischen Kennwerte bei Raumtemperatur und der Gefügezustand eraittelt. Im Ergebnis dieser Untersuchungen wird festgestellt, daß die Streckgrenze an der unteren Tolerancgrenze liegt, das Gefüge Karbidausseheidungen unterschiedlicher Fornij Verteilung und Größe aeigt und alle anderen Kennwerte den Anfordevurj-j^n entsprechen.

Die an der Rohrleitung durchgeführten zerstörungsfreien Werkstoffprüfungen lassen keine sichtbaren Veränderungen erkennen. Diese Ergebnisse gestatten nur die qualitative Aussage, daß das Rohr nicht ausgewechselt werden muß. Eine Angabe des Er-Bohöpfungsgrades bzw. der Restlebensdauer ist nicht möglich. Für eine tatsächliche quantitative Aussage ist folgende Behandlung erforderlich:

Aus dem herausgetrennten Rohrabschnitt werden Proben geschnitten, auf 500 ⁰C erwärmt und mit 7,0 kp/mm beansprucht. Fach jeweils 500, 1000, 1500, 2000, 3000, 4000 und 5000 Std. Versuchsdauer werden die Proben wieder entlastet und jeweils die bleibende Verlängerung bestimmt. Die ermittelten Werte werden in das Diagramm eingetragen und die Kurve 1 wird gezogen. Nach Abschluß der Versuche (5000 Std.) werden zusätzlich die durch die Verzunderung bedingten Werte der Proben ermittelt. Mittels einer Vergleichskurve 2, die im Rahmen eines Vorversuches stahlmarken-, temperatur- und beanspruchungsbezogen ermittelt wurde, wird die Kurve 1 korrigiert, d. h. die eingetretene Verzunderung berücksichtigt. Aus dem Diagramm werden nun anhand der Vergleichskurve 2 die repräsentativen Dehngeschwindigkeiten Innerhalb des Bereiches 3 zwischen 3 000 Std. und 5000 Std. ermittelt. Beide Werte liegen sicher im II· Kriechstadium, und es ergibt sich eine repräsentative Dehngeschwindigkeit, die wie folgt errechnet wird:

nach 3000 Std. Vercuchszeit = 0,238 ft bleibende Dehnung nach 5000 Std. Versuchs zeit = 0,220 ft bleibende Oehnctng

0,018 % bleibende Dehnung

Die repräsentative Dehngeschwindigkeit beträgt damit für die Versuchedauer von 2000 Std.:

0,018 1o : 2000 Std. = 9 · «Γ⁶ ft/Std.

Gemäß Überwachungsvorschrift ist eine Aufweitung des Rohres von 2 SS als Auswechselkriteriam vorgeschrieben. Daraus folgt, daß der Erschöpfungsgrad der Rohrleitung zum Zeitpunkt des Ausbaues bei ca, 32 ft liegt und unter Beibehaltung der bisherigen Fahrweise und der Betriebstemperatur nach" 200 000 Betriebsstunden mit einer bleibenden Dehnung von ca. 1,8 ft zu rechnen ist. Damit beträgt die tatsächliche Restlebensdauer der Rohrleitung ca. 130 000 Std.

Claims (1)

1. Erfindungsanspruch

   Verfahren zur Behandlung von Probestücken für die Ermittlung des Erschöpfungsgrades und der Restlebensdauer der Probestücke aus langzeitbeans'pruchten Bauteilen in Wärmekraftwerken über eine komplexe Werkstoffuntersuchung, gekennzeichnet dadurch, daß eine Anzahl von Probestücken eines Bauteiles bis 5000 Std. im Bereich der Betriebspararaeter, z. B. bei einer Temperatur von 500 C und einer Spannung von 7,0 kp/mm , beansprucht und nach einer bestimmten Versuchsdauer, z. B. nach 500, 1000, 1500, 2000, 3000, 4000 und 5000 Std., entlastet wird, die bleibenden Dehnungen aus der Probenbeanspruchung zu den bestimmten Zeitpunkten der Versuchsdauer ermittelt und in ein Diagramm eingetragen werden, diese Kurve durch eine werkstoff-, beanspruchungsund temperaturbezogene, die eingetretene Verzunderung berücksichtigende Vergleichskurve korrigiert und aus dem gesicherten Bereich des II. Kriechstadiums eine repräsentative Oehngeschv/indigkeit ermittelt wird.

   RierziLiLSeiien Zeichnungen