Analiza numeryczna pełzania wysokotemperaturowego złącza spawanego wykonanego ze stali P91

• Autorzy: Sławiński D. , Badur J.

Warianty tytułu

EN

Numerical analysis high temperature creep for weld joint made on P91

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono wyniki szacowania stopnia degradacji złącza spawanego wykonanego ze stali P91. W modelu numerycznym wyszczególniono strefy: materiału rodzimego (BM), wpływu ciepła (HAZ) oraz materiału spoiny (WM). Model zawierał procedurę szacowania utraty żywotności złącza pod wpływem pełzania wysokotemperaturowego w II i III stadium. Proces pełzania opisano zgodnie z modelem Nortona-Bailey, natomiast ewolucję parametru zniszczenia opisano zależnością podaną przez Robotnova i Kaczanova. Naprężenia zredukowane wyliczono według autorskiej procedury opartej na definicji naprężeń zredukowanych podanych przez Gursona i Bieleckiego. Zastosowany model numeryczny zweryfikowano na wynikach eksperymentu. Dla określenia stopnia degradacji niskocyklowej zaimplementowano do kodu numerycznego procedurę szacującą parametr Larsona-Millera (LMP).

EN

In this paper have been presented results of degradation weld joint made on P91 steel. In numerical model specified characteristic zone: Base Material (BM), Heat Affected Zone (HAZ), Weld Material (WM). The numerical model has a procedure of estimation degrees of damage from II and III stadium of high temperature creep. Process of creep wrote according to Norton Bailey law and evolution of damage parameter described by Kaczanov and Robotnov formula. Equivalent of stress estimated by authorial procedure based on Gurson and Bielecki formula. Numerical model have been verified from the results of experiment. For the describe the degrees of low cycle damage we are implemented procedure had been calculating Larson Miller Parameter (LMP).

Słowa kluczowe

PL

pełzanie wysokotemperaturowe; zniszczenie niskocyklowe; stal P91

EN

high-temperature creep; P91 steel; low cycle damage

• Wydawca: Ośrodek Informacji "Technika instalacyjna w budownictwie''
• Czasopismo: Instal
• Rocznik: 2018
• Tom: nr 1
• Strony: 20--25
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., rys., wzory

Twórcy

autor

Sławiński D.

• Zakład Konwersji Energii, Instytut Maszyn Przepływowych PAN w Gdańsku, Gdańsk

autor

Badur J.

• Zakład Konwersji Energii, Instytut Maszyn Przepływowych PAN w Gdańsku, Gdańsk

Bibliografia

• [1] Badur J., Rozwój pojęcia energii, Wyd. IMP PAN, Gdańsk 2009.
• [2] Bendick W., Cipolla L., Gabrel J., Hald J., Salzgitter A., New ECCC assessment of creep rupture strength for steel grade X10CrMoVNb9-1(Grade91), International Journal of Pressure Vessels and Piping, 87(2010), 304-309
• [3] Besson J., Leclercq S., Gaffard V., Gourgues-Lorenzon A.-F., Analysis of creep lifetime of a ASME Grade 91 welded pipe, Engineering Fracture Mechanics 76 (2009) 1460–1473
• [4] Bielecki M., Modelowanie numeryczne zniszczenia materiału przy obciążeniu termomechanicznym pod kątem oceny żywotności urządzeń energetycznych, Rozprawa doktorska przedstawiona Radzie Naukowej IMP PAN w 2000 r. Promotor Janusz Badur, Gdańsk 2000.
• [5] Ceyhan U., High Temperature Deformation and Fracture Assessment of Similar Steel Welds, PhD Technischen Universitat Clausthal, 2006
• [6] Holdsworth S. R., Creep damage zone development in advanced 9%Cr steel weldments, Press. Vessels and Piping, 78(2001), 773-778.
• [7] Holdsworth S.-R., Askins M., Baker A., Gariboldi E., Holmstrom S., Klenk A., Ringel M., Merckling G., Sandstorm R., Schwienheer M., Spigarelli S., Factors influencing creep model equation selection, Press. Vessels and Piping, 85(2008), 80-88.
• [8] Hyde T. H., Becker A. A., Sun W., Williams J. A., Finite-element creep damage analyses of P91 pipes, Press. Vessels and Piping, 83(2006), 853-863.
• [9] Jakowluk A., Procesy Pełzania i Zmęczenia w Materiałach, Wyd. WNT, Warszawa 1993.
• [10] Kleiber M., Woźniak Cz., Nieliniowa mechanika konstrukcji, Wyd. IPPT PAN, Warszawa 1982.
• [11] Larson F.-R., Miller E.-J., Time-temperature relationship for rupture and creep stresses. Trans. ASME, vol. 74 (1952), 765-775.
• [12] Larsson J., Evaluation of current method for creep analysis and impression creep testing of power plant steels, Master thesis, KTH Royal Institute of Technology, Kungliga 2012.
• [13] Laskowski R., Smyk A., Rusowicz A., Grzebielec A., Zastosowanie minimalizacji generacji entropii do określenia optymalnej średnicy wewnętrznej rurki skraplacza jednobiegowego typu “church window”, Instal, 7-8 (2015), 22-26
• [14] Masse T., Lejeail Y., Creep mechanical behavior of modified 9Cr1Mo steel weldments: Experimental analysis and modeling, Nuclear Engineering and Design, 254 (2013), 97–110.
• [15] Musiał M., Borcuch M., Gorski J., Analiza poza nominalnych stanów pracy wentylatora promieniowego (WWOax-20), Instal, 2 (2015), 32-35.
• [16] Olszak W., Perzyna P., Sawczuk A., Theory of plasticity, IFTR PAS, Warszawa 1965.
• [17] Shibli A., Starr F., Some aspects of plant and research experience in the use of new high strength martensitic steel P91, International Journal of Pressure Vessels and Piping 84 (2007), 114–122.
• [18] Skrzypek .J, Podstawy mechaniki uszkodzeń, Wyd. PK, Kraków 2006.
• [19] Sławiński D., Badania numeryczne i eksperymentalne dla potrzeb systemu nadzorującego prace wentylatorów w wymiennikach ciepła, Instal, 2 (2017), 27-31.
• [20] Sławiński D., Badur J., A concept of Elastoplastic material adaptation by the thermal-FSI simulation, Materiały Konferencyjne PCMCMM-2015 – 3rd Polish Congress of mechanics & 21st Computer Methods in Mechanics, Gdańsk 8-11 września 2015.
• [21] Sławiński D., Rozruch maszyn energetycznych z uwzględnieniem sprężysto-plastycznej adaptacji konstrukcji, Rozprawa Doktorska IMP PAN. Promotor prof. dr hab. inż. J. Badur. Gdańsk 2016.
• [22] Urzynicok M., Kwieciński K., Słania J., Zastosowanie nowoczesnych metod spawania przy wykonywaniu połączeń doczołowych rur ze stali martenzytycznej P92 (X10CrWMo-VNb9-2), Przegląd Spawalnictwa 10(2009), 13-19.

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).