docZM¢CZENIE CIEPLNE I EFEKTY
download 
Reklamacja Transkrypt
ZM¢CZENIE CIEPLNE I EFEKTY
13:36 Uhr 32 D Z I E W I Ñ T Y WP¸YW CIEP¸A Nale˝y zwróciç szczególnà uwag´, gdy cz´Êci sà wygrzewane (odpr´˝ane) po kulowaniu. Spadek wartoÊç wyzwolonych napr´˝eƒ Êciskajàcych jest funkcjà temperatury, czasu i rodzaju materia∏u. Na rys. 9-1 przedstawiono spadek wartoÊç napr´˝eƒ Êciskajàcych w funkcji wzrostu temperatury na przyk∏adzie kulowanego materia∏u inconel 718 [9.10]. Inconel 718 jest szeroko stosowany w silnikach odrzutowych, pracujàcych w wysokiej temperaturze. Temperatura odpr´˝ania jest w∏aÊciwoÊcià fizycznà ka˝dego materia∏u. Rys. 9-2 przedstawia ró˝ne materia∏y i temperatur´, w jakiej w ka˝dym z nich zaczyna si´ relaksacja napr´˝eƒ. W wielu przypadkach warunki eksploatacyjne powodujà, ˝e kulowany materia∏ pracuje przy obcià˝eniach dynamicznych i w temperaturze zbli˝onej do krytycznej temperatury odpuszczania. Podwy˝szenie w∏aÊciwoÊci zm´czeniowych jest osiàgni´te tylko w tych przypadkach gdy temperatura pracy nie osiàga poziomu temperatury odpuszczania materia∏u. G∏´bokoÊç: cale – skala dolna; mm - skala górna Niepoddany dzia∏aniu podwy˝szonej temperatury Rys. 9-1 Rozk∏ad napr´˝eƒ w∏asnych w kulowany stopie inconel 718 po 100 h ekspozycji w podwy˝szonej temperaturze. Rys. 9-2 Przybli˝ona temperatura, w której napr´˝enia Êciskajàce w ró˝nych materia∏ach zaczynajà zanikaç. Temperatura Inconel X Cz´Êci powlekane – cz´sto stosuje si´ kulowanie przed powlekaniem. Kulowanie jest stosowane dla podwy˝szenia w∏aÊciwoÊci wytrzyma∏oÊciowych i w celu usuni´cia wodoru po procesach galwanicznych (patrz Rozdzia∏ 3 – Procesy produkcji). Operacja odwodorowania przebiega w temperaturze 175-205°C w czasie kilku godzin. Stal nierdzewna 18-8 o Tytan 6-4 Spr´˝yny – cz´sto przeprowadza si´ operacj´ odpr´˝ania w celu poprawy ich charakterystyki pracy (patrz Rozdzia∏ 5 – Zm´czenie w skr´caniu). Stal w´glowa o Stal H-11 Poni˝ej podano przyk∏ady odpr´˝ania po kulowaniu w procesach produkcyjnych: Alum. ZM¢CZENIE CIEPLNE I EFEKTY R O Z D Z I A ¸ Seite 32 Napr´˝enia w∏asne 26.07.2005 Temperatura Layout Layout 26.07.2005 13:36 Uhr Seite 33 R O Z D Z I A ¸ D Z I E W I Ñ T Y Zm´czenie cieplne wywo∏uje uszkodzenia materia∏u w wyniku cyklicznie powtarzajàcego si´ nierównomiernego nagrzewania i ch∏odzenia. Gwa∏towne nagrzewanie i ch∏odzenie wywo∏uje du˝y gradient temperatury w ca∏ym przekroju, co powoduje nierównomierne rozszerzanie si´ i kurczenie materia∏u. Mogà wytworzyç si´ dostateczne du˝e napr´˝enia, powodujàce lokalne odkszta∏cenia materia∏u gdy sà one blokowane przez grubszy, zimniejszy fragment cz´Êci. Zm´czenie cieplne ró˝ni si´ od zm´czenia spowodowanego pracà w podwy˝szonej temperaturze. Zm´czenie spowodowane pracà w podwy˝szonej temperaturze nast´puje w wyniku cyklicznego, mechanicznego obcià˝ania i jednoczesnego dzia∏ania podwy˝szonej temperatury. Cz´sto oba typu zm´czenia zachodzà jednoczeÊnie, poniewa˝ wiele cz´Êci poddanych jest zarówno nag∏ym wzrostom temperatury jak i obcià˝eniom cyklicznym. ZM¢CZENIE ZM¢CZENIE CIEPLNE Przyk∏ad zastosowania. PODGRZEWACZE WODY Miejsca p´kni´ç zosta∏y zeszlifowane i poddane kulowaniu. Nast´pne kontrole wykaza∏y, ˝e po dalszych pi´ciu latach pracy i 150 w∏àczeniach i wy∏àczeniach nie wystàpi∏y dalsze p´kni´cia [9.2]. 9.1 Surface Integrity, Tech Report, Manufacturing Engineering; July 1989 9.2 Gauchet; EDF Feedback on French Feedwater Plants Repaired by Shot Peening and Thermal Stresses Relaxation Follow-Up, Welding and Repair Technology for Fossil Power Plants; EPRI, Palo Alto, CA; March 1994 EFEKTY LITERATURA: CIEPLNE I P´kni´cia o znacznej d∏ugoÊci spowodowane zm´czeniem cieplnym zauwa˝ono w oÊmiu wysokociÊnieniowych podgrzewaczach wody u˝ywanych w elektrowniach. Urzàdzenia te dzia∏a∏y w warunkach zm´czenia cieplnego jak i zm´czenia na skutek podwy˝szonej temperatury pracy. W∏àczenia i wy∏àczenia powodowa∏y zm´czenie cieplne. Ustalona temperatura dzia∏ania by∏a w granicach 250 -350°C. By∏y to p´kni´cia obwodowe w spoinie pomi´dzy kot∏em, a Êcianà sitowà. Zniszczenie zm´czeniowe nastàpi∏o w wyniku wielu lat pracy i 747 w∏àczeƒ i wy∏àczeƒ urzàdzenia. Podj´to dzia∏ania majàce na celu wyeliminowanie przyczyn awarii. 33
