Procesy wtórnego kształtowania metali jako przyczyna pogorszenia niezawodności wyrobów hutniczych przeznaczonych do pracy w podwyższonych temperaturach

• Autorzy: Dzidowski E. S. , Dzidowski A.

Warianty tytułu

EN

Secondary metal shaping processes as the reason for degradation of reliability of metallurgical products designed for work at elevated temperatures

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Wyroby hutnicze przeznaczone do pracy w podwyższonych temperaturach mogą i powinny pracować bezawaryjnie przez ponad 30(40) lat. Z analizy stanu zagadnienia wynika, że ulegają one uszkodzeniom już po kilku latach eksploatacji. Co gorsze, częstość tych uszkodzeń rośnie z upływem czasu i z liczbą prac remontowych. Na ogół są to uszkodzenia, powstające przedwcześnie w pobliżu spawów oraz w elementach giętych na zimno. Uszkodzenia takie wymagają kosztownych prac remontowych i stanowią przyczynę częstych przestojów elektrowni, elektrociepłowni itp. Co gorsze, uszkodzenia takie mogą stanowić przyczynę katastrof technicznych. Dlatego też, zasadniczym celem niniejszej publikacji jest wskazanie przyczyn i metod zapobiegania przedwczesnemu uszkadzaniu wyrobów hutniczych przewidzianych do pracy w podwyższonych temperaturach. Rozważania te zostaną przeprowadzone na przykładzie kolan rurociągów energetycznych. Wykazane zostanie, że odporność tych kolan na pełzanie ulega rażącemu pogorszeniu, nie tyle (i nie tylko) wskutek owalizacji i wzrostu naprężeń obwodowych, ile wskutek nieuwzględnianego do tej pory odkształceniowego rozdrobnienia ziaren. Mowa tu o rozdrobnieniu ziaren, do jakiego dochodzi w mezoskopowych pasmach ścinania, powstających podczas gięcia rur na zimno. W ślad za tym zaproponowany zostanie, inny niż do tej pory, sposób obróbki cieplnej kolan, wykonywanych metodą gięcia rur na zimno. Ponadto, zasugerowana zostanie potrzeba wdrożenia zasad zarządzania wiedzą w celu trafniejszego doboru materiałów i skuteczniejszego zapobiegania degradacji własności wyrobów hutniczych na etapie ich przetwarzania i eksploatacji.

EN

Metallurgical products designed for work at increased temperatures may, and should work reliably for more than 30 (40) years. As it results from the analysis of this problem, they become damaged as early as after several years of exploitation. What is worse, the frequency of those damages increases in the course of time and with every renovation. They are usually damages that occur prematurely in the vicinity of welds and in cold-formed elements. Such damages require costly repair works and result in frequent stoppages of power stations, heat and power plants, etc. What is worse, those damages may be a reason for technical catastrophes. There are strong indications that this problem mainly results from a narrow specialisation of engineers, as well as improper management and transfer of knowledge between material engineering and metallurgy specialists, designers, constructors and technologists who manufacture and renovate devices exposed to increased and high exploitation temperatures. Consequently, the main objective of the present publication is to present the reasons and methods for preventing premature damage to metallurgical products designed for work at increased temperatures. These considerations will be based on the example of power-steam pipeline knee. It will be proved that the resistance of these elbows to creep is glaringly deteriorating not so much (and not only) because of ovalisation and increased circumferential stress, as the size reduction of grains in consequence of local plastic deformation which so far has not been taken into account. This refers to the reduction of grains size in mesoscopic shear bands which appear during cold-forming of pipes. Resultingly, a new and different method for thermal treatment of elbows produced by means of cold-forming of pipes will be proposed. Furthermore, the publication will suggest a need to implement the principles of knowledge management for the purpose of more accurate selection of materials and more efficient prevention of degradation of the qualities of metallurgical products in the course of their processing and exploitation.

Słowa kluczowe

PL

gięcie rur; pasma ścinania; pełzanie; pękanie; niezawodność

EN

bending of pipes; shear bands; creep; fracture; reliability

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Rudy i Metale Nieżelazne
• Rocznik: 2011
• Tom: R. 56, nr 11
• Strony: 637--644
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Dzidowski E. S.

autor

Dzidowski A.

• Politechnika Wrocławska, Wydział Mechaniczny, Wrocław

Bibliografia

• 1. Dobosiewicz J. Wojczyk K.: Trwałość kolan rurociagów parowych. Energetyka 1988, nr 3, s. 88-90.
• 2. Dobosiewicz J.: Uszkodzenia kolan rurociągów parowych pracujących w warunkach pełzania. Energetyka 1991, nr 4, s. 120-122.
• 3. Dobosiewicz J., Prohaska N.: Niezawodność połączeń spawanych rurociągów parowych. Energetyka 1976, nr 3, s. 81-85.
• 4. Szczygielski M.: Diagnostyka kolan rurociągów parowych. Energetyka 2002, nr 1, s. 291-294.
• 5. Frost H. J., Ashby M. F.: Deformation‐Mechanism Maps. The plasticity and creep of metals and ceramics. Oxford 1982, Pergamon Press s. 166.
• 6. Trzeszczyński J.: Wydłużanie czasu pracy urządzeń energetycznych — strategia bez alternatywy. Nowa Energia 2009, nr 3, s. 30-35.
• 7. Brunne W.: Korzyści płynące z modernizacji rurociągów w celu wydłużenia czasu ich eksploatacji. Dozór Techniczny 2010, nr 1‐2, s. 18-20.
• 8. Trzeszczyński J.: Przedłużanie eksploatacji majątku produkcyjnego — realistyczna strategia elektrowni w Polsce. Przegląd Energetyczny 2011, nr 1, s. 61-65.
• 9. Trzeszczyński J.: Ocena stanu technicznego i prognozowanie trwałości elementów urządzeń cieplno‐mechanicznych przewidzianych do eksploatacji powyżej 300 000 godzin. Energetyka 2010, nr 2, s.806-812.
• 10. Viswanathan R.: Damage mechanisms and life assessment of high‐temperature components. ASM International 1989, s. 497.
• 11. Hernas A., Dobrzański J.: Trwałośc I zniszczenie elementów kotłów parowych. Gliwice 2003, Wydaw. PŚ, s. 243.
• 12. Zbroińska‐Szczechura E., Dobosiewicz J.: Stosowane metody do oceny stopnia zużycia ciśnieniowych elementów kotłów i rurociągów pracujących w warunkach pełzania. Dozór Techniczny 2010, nr 1‐2, s. 10-17.
• 13. Dobrzański L. A.: Metaloznawstwo za podstawami nauki o materiałach. Warszawa 1996, WNT, s. 311-344.
• 14. Frost H. J.: Ph. D. Thesis, Harvard University 1974.
• 15. Fields R. J., Weerasooriya T. Ashby M. F.: Fracture‐mechanisms in pure iron, two austenitic, and one ferritic steel. Metallurgica Transactions A 1980, t. 11A, s. 333-347.
• 16. Dzidowski E. S.: Mezomechaniczne aspekty niezawodności elementów rurociągów energetycznych wykonanych przez gięcie na zimno. [W:] Problemy i innowacje w remontach energetycznych, Konf. N‐T PIRE 2001, Lądek Zdrój 2001, OBR GRE Wrocław, s. 103-110.
• 17. Meyers M. A., Chawla K. K.: Mechanical behavior of materials. New Jereyb1999, Prentice Hall, s. 680.
• 18. Ebener S. et al.: Knowledge mapping as a technic to suport knowledge translation. Buletin of the World Healfh Organization 2006, s. 636-642.
• 19. Karwowski W.: Zarządzanie wiedzą. Bezpieczeństwo Pracy 2004, nr 11, s. 11-14.
• 20. Zarządzanie wiedzą w Polsce — bilans doświadczeń. Praca zbiorowa pod redakcją Płoszańskiego Piotra, Katedra Teorii Zarządzania SGH Warszawa 2001, s. 53.
• 21. Dzidowski A.: Design Management — zarządzanie procesami projektowymi i innowacyjnymi w pracy inżyniera. [W:] Kreowanie zachowań innowacyjnych, przedsiębiorczych i twórczych w edukacji inżyniera. Redaktor Jan Skonieczny, Wrocław 2011, Indygo Zahir Media, s. 185-205.