Omówiono warunki konieczne do prawidłowej identyfikacji przyczyn niszczenia rur powierzchni ogrzewalnych kotła. Pokazano powiązania objawów i przyczyn uszkodzeń z warunkami ich powstawania. Na przykładach pokazano, że uszkodzenia rur kotłowych są zazwyczaj sygnałem innych problemów wynikających z: konstrukcji, eksploatacji, warunków chemicznych, działań remontowych, modernizacji czy diagnostyki. Problemy te stanowią korzenie wszystkich nieszczelności spotykanych w eksploatacji kotłów.
EN
The way of identification of both direct (primary) reason of metal damage in power boilers and indirect (secondary) ones, which cause direct mechanisms of damage and occurring of specific failure reasons (such as low-oxygen corrosion, high-temperature corrosion, erosion etc.) have been described in the paper. The authors show the conditions, which should be fulfilled in order to prepare correct post-failure analysis. Some examples of correct identification of both failure causations have been indicated and discussed.
W referacie omówiono warunki konieczne do prawidłowej identyfikacji przyczyn niszczenia rur powierzchni ogrzewalnych kotła. Pokazano powiązania objawów i przyczyn uszkodzeń z warunkami ich powstawania. W przykładach pokazano, że uszkodzenia rur kotłowych są zazwyczaj sygnałem innych problemów wynikających z: konstrukcji, eksploatacji, warunków chemicznych, działań remontowych, modernizacji czy diagnostyki. Problemy te stanowią korzenie wszystkich nieszczelności spotykanych w eksploatacji kotłów.
Artykuł jest próbą analizy przyczyn powstawania pęknięć na krawędziach otworów i mostków znajdujących się poniżej lustra wody. Omówiono również warunki pracy metalu płaszcza walczaków oraz wpływ czasu pracy na zmianę wytrzymałości metalu i jego dalszą przydatność do eksploatacji. Artykuł opracowano na podstawie wyników badań próbek pobranych z walczaków: eksploatowanych dotychczas, złomowanych i poddanych próbie rozerwania oraz licznych danych literaturowych.
EN
Discussed are also the working conditions of a boiler drum metal shell as well as the influence of operating time on changes in metal durability and its further operational suitability. The article was elaborated on the basis of testing results of samples taken from boiler drums: the ones having been in operation, then the ones scrapped and subject to tear test and also on numerous literature data.
4
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono wyniki badań przeprowadzonych w celu ustalenia przyczyn pękania rurociągu wody amoniakalnej wykonanego ze stali P235GN. Badania wykazały, że przyczyną powstawania pęknięć w pobliżu złączy spawanych jest korozja międzykrystaliczna na skutek działania środowiska agresywnego (siarczek żelazowy). Stwierdzono, że dodatkową przyczyną mógł być brak podgrzewania wstępnego i wyżarzającego połączeń spawanych.
EN
The article presents the results of tests conducted to determine the causes of cracking of ammonia water pipe made of steel P235GN. Studies show that the cause of cracks near to welded joints is intergranular corrosion by the action of aggressive environment (iron sulfide). It is found that an additional reason could be the lack of preheating and annealing of welded joints.
Większość elementów kotła jest poddawana działaniom środowiska, w którym zachodzą procesy korozyjne. Trwałość kolan zależy nie tylko od wielkości naprężeń, ale także od rozwoju procesów korozyjnych w metalu od strony powierzchni wewnętrznej. Wpływu korozji podczas wieloletniej eksploatacji nie można uniknąć ani jej ocenić. W czasie projektowania celowe jest ustalenie maksymalnego naprężenia, które można dopuścić w kolanie, z uwzględnieniem działania procesów korozyjnych.
EN
The majority of boilers' elements is subject to an influence of the environment in which corrosion processes occur. Operational life of elbows depends not only on stress magnitudes but also on, acting from the inner side, expansion of corrosion processes in metal. The influence of corrosion during many years of operation can neither be avoided nor estimated. It is advisable in the designing process to determine the maximum allowable stress in an elbowand take into consideration the corrosion processes.
W niniejszym referacie omówiono w szczególności: - organizację służby i jej historię, - zakresy działalności oraz sposób ich realizacji, - niektóre spośród zastosowanych rozwiązań konstrukcyjnych, technologicznych i eksploatacyjnych mających wpływ na obniżenie awaryjności, przedłużenie okresów międzyremontowych i wydłużenia czasów eksploatacji, szczególnie głównych rurociągów parowych.
EN
In the paper there are presented the following areas: - organization of ZEOPD and its history, - scope of activity and the mode of their realization, - some of constructing, technological and operation solutions used by ZEOPD, which have an impact on decrease of failureness, extending the periods between overhauls and life extension, especially of main steam pipelines.
Praca stali martenzytycznych w warunkach pełzania, a szczególnie spoin, stwarza szereg problemów, z których większość dotyczy obwodowych pęknięć rodzaju IV. Połączenia spawane powodują wiele uszkodzeń już po przepracowaniu ok. 50 000 h, bez względu na wykonawcę połączeń i użyte materiały dodatkowe. Tego rodzaju uszkodzenia są czynnikiem mającym istotny wpływ na niezawodność nowoczesnych urządzeń energetycznych. Poznanie mechanizmów przyczyn występowania pęknięć jest niezbędne w celu ograniczenia liczby uszkodzeń. Omówiono prawdopodobne przyczyny ich powstawania oraz zmiany zachodzące w strukturze metalu, zwłaszcza w spoinach, po przepracowaniu kilkudziesięciu tysięcy godzin.
EN
The work of martensitic steels in creeping conditions, and especially of their welds, creates many problems, most of which concerns type IV circumferential cracks. Welded joints are the cause of many damages after only about 50 000 hours of work, no matter who the performer of welds is nor what kind of additional materials are used. That type of damages are the factor having substantial influence on reliability of modern power installations. To know the mechanism of crack occurrence causes is essential for limiting the amount of damages. Discussed are the most probable causes of their origination as well as changes occurring in metal structure, especially in welds, after several dozen thousand working hours.
Omówiono mechanizm powstawania uszkodzeń krawędzi łopatek ostatnich stopni w różnych warunkach pracy turbiny, a szczególnie: w stanach ustalonych/nieustalonych, podczas biegu luzem, awaryjnych zrzutów mocy oraz podczas pracy przy obniżonej wydajności. Przedstawiono także wymagania dotyczące właściwych parametrów eksploatacyjnych układów zrzutowych i schładzających części wylotowych turbiny.
EN
Presented are conditions in which the edges of final stages’ blading get damaged under various circumstances connected with turbine operation and occurring in particular during stationary and transient states, idle running, emergency power drop, operation at reduced output. Having the above in mind the requirements concerning adequate service parameters of power drop and cooling systems of turbine outlet sections are discussed.
Materiał wkładów rurowych wymienników cieplnych ma istotny wpływ na niezawodność oraz efektywność pracy, a szczególnie na przebieg procesów przenoszenia ciepła. Dlatego decyzje o wyborze rodzaju materiału powinny być poparte techniczno-ekonomiczna analizą. Przedstawiono przegląd grup materiałów stosowanych na rury wymienników cieplnych oraz czynników wpływających na ich trwałość. Większość uszkodzeń rur wymienników powodowane są procesami erozyjno–korozyjnymi oraz drganiami.
EN
Material of tube inserts for heat exchangers has a substantial influence on effectiveness of work and its reliability, particularly on the process of heat transfer. That is why all decisions concerning material selection should be supported by technical and economic analysis. Presented is a survey of groups of materials applied for heat exchanger tubes and factors influencing their durability. Most of heat exchanger tubes damages are caused by erosion-corrosion processes and vibrations.
Podczas eksploatacji część elementów konstrukcyjnych urządzeń energetycznych pracuje w warunkach pełzania i ulega ciągłemu procesowi niszczenia. Obecnie, znaczna część elementów krytycznych, które pracują już ponad 100 000 h (projektowy czas pracy) a, niektóre z nich, nawet 240 000 h, daleka jest jeszcze od wyczerpania indywidualnej trwałości. Trwałość, w dużym stopniu, zależy od rodzaju ocenianych elementów, warunków eksploatacji, rozwiązań konstrukcyjnych i technologii ich wykonania oraz, procesów niszczenia, które zachodzą w miejscach najbardziej wytężonych i jest zatem, umownym kompleksowym wskaźnikiem, stanowiącym połączenie wielu cech, zarówno struktury i własności mechanicznych materiału jak również, warunków wytężeniowych i eksploatacyjnych elementu konstrukcyjnego. W opracowaniu przedstawiono metody oceny przydatności do dalszej eksploatacji elementów ciśnieniowych kotłów i rurociągów. Podstawą opracowania są: dane literaturowe, obliczenia trwałości oraz dotychczas wykonane badania diagnostyczne, jak również nowe dane dotyczące wytrzymałości czasowej i doświadczenia eksploatacyjne.
W spoinach doczołowych zjawisko wyczerpania trwałości zachodzi zazwyczaj szybciej niż w pozostałych elementach komór i rurociągów, w wyniku czego po przepracowaniu ponad 100 000 h często pojawiają się pęknięcia obwodowe w strefie wpływu ciepła spoiny, w jej części drobnoziarnistej. Badania niszczące i nieniszczące wykazały, że bezpośrednią przyczyną uszkodzeń są zmiany strukturalne oraz dodatkowe naprężenia zewnętrzne zazwyczaj wywołane zginaniem. Pęknięcia występują na powierzchni zewnętrznej i są łatwo wykrywalne badaniami nieniszczącymi (magnetyczne i repliki).
EN
The residual life period of butt welded joints is generally shorter in comparison with that of the other parts of headers and piping, whereby circumferential cracks often appear in finegrained area of heat affected zone of the welded joints just after more than 100 000 hours in service. Following the results of both destructive and nondestructive testing it was found that the cracks were caused directly by changes in metal structure accompanied by supplementary external stresses usually generated by bending. The cracks appear on the external surfaces and are easily detectable by nondestructive methods such as magneticparticle inspection or metallographic replication.
Trwałość elementów ciśnieniowych kotłów, turbin i rurociągów zależy od procesów niszczenia, które w rzeczywistości nakładają się na siebie. Najwięcej uszkodzeń jest powodowane procesami korozyjnymi przy współudziale naprężeń stałych i zmiennych. Są to procesy niebrane pod uwagę przez projektantów, jedynie pełzanie jest brane do obliczeń wytrzymałości czasowej. Omówiono warunki pracy krytycznych elementów bloków energetycznych, podano przydatność obliczeń stopnia wyczerpania trwałości oraz częstotliwość i zakresy badan diagnostycznych.
EN
The service life of pressure elements in boilers, turbines and piping depends on destruction processes which in fact superimpose on each other. The major part of damage is caused by corrosion processes in combination with constant and variable stress. Such processes are not considered by the designers who only apply creep properties for the purpose of strength calculations. This paper presents the operating condition of critical elements of power units, the usability of calculations of the remnant life as well as frequencies and extents of diagnostic examination.
Zgodnie z danymi literaturowymi najczęstszą przyczyną postoju kotłów są nieszczelności wężownic przegrzewaczy pary świeżej i wtórnej. Uszkodzenia rur wężownic przegrzewaczy są powodowane procesem pełzaniowym, często pogłębianym procesami korozyjnymi i erozyjnymi. Firma Pro Novum w celu obniżenia kosztów wykonuje oceny stanu wężownic przegrzewaczy posługując się między innymi pomiarem grubości warstwy tlenków na powierzchni wewnętrznej.
EN
According to data found in specialistic literature the most common reason of boiler outages are leakages in live and secondary steam superheater coils. Damages of superheater coil pipes are caused by creep process often assisted by corrosion and erosion processes. With the aim to reduce costs Pro Novum company carries on evaluations of superheater coils condition applying, among the others, the method to measure inner layer oxides thickness.
Znaczna część ciśnieniowych, pracujących w warunkach pełzania, elementów elektrowni krajowych i zagranicznych przekroczyła obliczeniowy czas pracy. Jak wykazują doświadczenia eksploatacyjne i badania laboratoryjne metalu, stale, z których wykonano te elementy, zachowują ciągle wymagany zapas wytrzymałości czasowej. Jest to związane m.in. z bar- dziej korzystnymi warunkami pracy niż założono w projekcie, z plusowymi zapasami grubości oraz ze znacznymi współczynnikami bezpieczeństwa. W związku z powyższym, obliczeniowy czas pracy przyjęty został ze znacznym zapasem (górna odchyłka tolerancji) i uzasadnione jest przedłużenie okresu eksploatacji. Obecnie odróżnia się czasy: projektowy czas pracy (liczony na 100 000 h), konstrukcyjny czas pracy wg Rz dla 250 000 h wg EN, na parametry konstrukcyjne, indywidualny (rzeczywisty) czas pracy na parametry rzeczywiste (grubość, temperatura, ciśnienie). Wszystkie elementy kotłów (ogrzewane i nieogrzewane) ulegają zużyciu wskutek następujących procesów niszczenia: pełzania, zmian strukturalnych (obniżenie wytrzymałości) korozji, erozji, termoszoków (ubytek grubości) i mają istotny wpływ na proces pełzaniowy.
EN
Structural elements of the equipment operated in power plants and cogeneration facilities are undergoing continuous degradation process. At present a major part of critical component elements have already exceeded their design life, i.e. 1000 000 hrs; some of them have worked 180 000÷240 000 hrs and are still far from their specific life being exhausted. The life duration depends, to a great extent, on the kind of elements operated in creep conditions, their design features, manufacturing technology as well as destruction processes which take place where the greatest material effort occurs. Thus let us assume the life to be a conventional, complex index joining numerous factors including both the metallographic structure and strength of the material as well as the load and operating conditions of the element under consideration. This paper presents the methods for the assessment of fitness for further service of heavy wall elements and piping of boiler (inclusive of live steam and reheat steam piping as well) operated for longer than 150,00 hrs. The work is based on the literature data; calculations of remnant life hitherto performed diagnostic work as well most recent data concerning time-depended strength.
Większość uszkodzeń wężownic przegrzewaczy pary wtórnej (PPW) spowodowana jest ubytkiem grubości ścianki. Przyczyną bezpośrednią ubytku grubości jest korozja wysokotemperaturowa. Najczęściej uszkodzeniom w grodziach ulegają kolanka rur opasujących i obwiedniowych narażonych na bezpośrednie działanie strumienia spalin. Większość uszkodzeń wężownic występuje w kotłach z paleniskami niskoemisyjnymi.
EN
The majority of superheater pipe-coils damages are due to the loss of wall thickness. The direct cause of it is the high-temperature corrosion. Most often damaged are elbows of girding and enveloping pipe-lines exposed directly to the furnace gas jet and it usually happens to pipe-lines in low-emission furnace power-boilers.
Powierzchnie ogrzewalne kotłów z obiegiem naturalnym od strony wewnętrznej często są pokrywane warstwami produktów korozji oraz osadów. Powoduje to nieszczelności rur wskutek ubytku grubości ścianki lub przegrzania. Tego rodzaju uszkodzeniom najczęściej ulegają rury parownika, często są również porażane wężownice przegrzewaczy. W artykule stwierdzono, że: w czasie eksploatacji urządzeń własności wody i warunki pracy nie powinny ulegać nagłym zmianom; skład chemiczny osadów jest różny, części rozpuszczalne mogą być wymywane z osadów w czasie odstawiania i uruchamiania kotła; ilość osadów oraz ich skład są często zmienione w okolicy nieszczelności; produkty korozji bardzo często są pomieszane z osadami, szczególnie w przypadku przegrzewaczy, które uległy korozji postojowej; należy sprawdzać jakość wody, pary i kondensatów w stanach nieustalonych.
EN
Heating surfaces of a boiler with natural circulation are often covered with corrosion products and sediments. It may cause leaks because pipes walls become thinner or get overheated. The problem mostly concerns evaporator pipes and superheater coils. In the paper stated is that: during operation of installations water properties and working conditions should not be often changed; sediments chemical constitution is different, soluble particles can be washed out from sediments during outageing or starting the boiler, sediment quantity and and its chemical constitution is often changed in the area close to leakage; corrosion products are often mixed with sediments especially in superheaters subject to standstill corrosion; there is a need of checking the quality of water, steam and condensates in transient state.
Omówiono rodzaje i przyczyny uszkodzeń oraz metody ich wykrywania stosowane w energetyce światowej i od lat w energetyce krajowej. Liczne wykryte dotychczas uszkodzenia kołpaków mają charakter przeważnie korozyjny, które porażają również stale uważane za odporne, np. stal typu 18.18. Zapobieganie tego rodzaju uszkodzeniom polega na wykonywaniu badań okresowych nieniszczących oraz stosowaniu w porę odpowiedniej naprawy. W energetyce krajowej, dzięki od czterdziestu lat stosowanym regularnym badaniom, nie nastąpiła żadna awaria turbogeneratora spowodowana rozerwaniem kołpaka. Omówiono charakter i rodzaj wykrywanych wad, metody i wymagane częstotliwości badań eksploatowanych kołpaków oraz sposoby ich naprawy.
EN
Discussed are kinds and reasons of failures and methods of their detection used in the world power industry and for many years in the national power industry. Numerous failures of the rotor caps detected up-to-date predominately have a corrosion character; they strike also steels treated as corrosion resistant, e.g. the steel of the 18.18 type. Preventing failures of this kind consists in periodical non-destructive tests and use of pertinent repair just in time. In the national power industry, thanks to regular tests used for forty years, there occurred no turbogenerator failure caused by the cap blow-out. Character and kind of detected defects, methods and required frequency of tests of the caps being under operation and ways of the cap repair are discussed.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.