Modeling of stress state in thick walled pressure element based on European Standards and proposed creep equation

• Autorzy: Duda P. , Felkowski Ł.

Warianty tytułu

PL

Modelowanie stanu naprężenia w elemencie ciśnieniowym zgodnie z Europejskimi Normami i zaproponowanym równaniem pełzania

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The elements subjected to high temperatures are exposed to phenomena such as the creep, where timedependent properties of materials should be considered. Many devices of the steam boiler work in creep conditions, what limits the time of their work. The chosen thick-walled superheater header is exposed to a high temperature and pressure and therefore it should be designed according to the European Standards. In this article, the standard requirements for a component operating in creep conditions are presented, and the FEM analysis is performed. In the FEM analysis, the proposed creep equation is used based on the results obtained from experimental tests.

PL

Elementy poddane wysokim temperaturom są narażone na zjawiska, takie jak pełzanie, gdzie czasowo zależne własności materiałowe powinny być uwzględnione. W kotłach parowych duża część urządzeń pracuje w warunkach pełzania, co ogranicza czas pracy tych części ciśnieniowych. Wybrana do analizy grubościenna komora wylotowa przegrzewacza pary jest narażona na działanie wysokiej temperatury oraz ciśnienia, dlatego też projektuje się ją zgodnie z Normami Europejskimi. W artykule zaprezentowano wymagania normowe dla komór pracujących w warunkach pełzania oraz przedstawiono analizę MES. W analizie MES wykorzystano zaproponowane równanie pełzania, bazując na wynikach eksperymentalnych.

Słowa kluczowe

EN

power boiler; creep; lifetime; FEM analysis

PL

kotły energetyczne; pełzanie; żywotność; analiza MES

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej im. Tadeusza Kościuszki
• Czasopismo: Czasopismo Techniczne. Mechanika
• Rocznik: 2015
• Tom: Y. 112, iss. 2-M
• Strony: 59--66
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., wz., tab., rys.

Twórcy

autor

Duda P.

• Faculty of Mechanical Engineering, Cracow University of Technology

autor

Felkowski Ł.

• Faculty of Mechanical Engineering, Cracow University of Technology

Bibliografia

• [1] The Pressure Equipment Directive, 97/23/EC (PED).
• [2] EN 12952-3 Water-tube boilers and auxiliary installations.
• [3] EN 13480-3 Metallic industrial piping. Design and calculation.
• [4] Zeman J.L., Pressure Vessel Design the Direct Route, Elsevier, China 2006, 69-82.
• [5] Superheater coils SH3 documentation, Rafako S.A.
• [6] The laboratory results obtained under the Project Development-Behavioral Assessment and forecast long-term operation of new generation steel boiler elements operated above the temperature limit, Instytut Metalurgii Żelaza, Politechnika Krakowska, Rafako S.A.
• [7] Naumenko K., Altenbach H., Modeling of Creep for Structural Analysis, Springer–Verlag Heidelberg, Berlin 2007, 1-15.
• [8] Osocha P., Określenie stopnia uszkodzenia wysokociśnieniowych grubościennych elementów kotłów, Phd Dissertation, Kraków 2009.
• [9] ANSYS User’s Manual, Revision, 12.0 A.

Uwagi

EN

This research was financed by the Polish Ministry of Science and Higher Education, grant No. NR15-0060-10 /2011, 2010–2013.