Длительной эксплуатацией

где No — количество циклов до появления трещины при одноосном напряженном состоянии в условиях кратковременной выдержки металла при высокой температуре; 6 — длительная пластичность металла при рабочей температуре; Л^„ — максимальный перепад температуры в цикле охлаждения; v=a_i20/CT0,220, o_i20 — предел усталости металла при 20 °С, ао,220 — предел текучести металла при 20 °С; К — параметр, учитывающий влияние выдержки при высокой температуре; р — коэффициент линейного расширения. Из (5.27) видно, что N0 сильно зависит от длительной пластичности металла б. Длительная пластичность сталей определяется в первом приближении по результатам испытаний на длительную прочность (где обычно приводится б в момент разрушения) путем аппроксимации экспоненциального выражения в зависимости "от времени:

где v, бо и 6i — коэффициенты, определяемые из графика б=>б(т). Судя по имеющимся данным, необходимо отметить, что для аустенитной стали 12Х18Н12Т длительная пластичность резко падает со временем под воздействием высокой температуры в сравнении с длительной пластичностью перлитных сталей. По абсолютным значениям длительная пластичность у перлитных сталей выше, чем у аустенитных сталей. 238

Процессы разрушения и деформирования при ползучести взаимно связаны. Немаловажное влияние на развитие деформационных процессов оказывают присутствие в стали и тип образующихся при ползучести несплошностей. Длительная пластичность стали наряду с другими факторами зависит от типа разрушения и механизма ползучести.

Максимальную жаропрочность имеют отливки из стали 15Х1М1ФЛ, в структуре которых отсутствуют зерна феррита. Это происходит при больших скоростях охлаждения из аустенитно-го состояния, при этЬм формируется бейнитная структура. После высокого отпуска частично теряется игольчатая направленность бейнита, уменьшается протяженность субграниц, выявляемых .металлографически, и отдельные объемы бейнита становятся бесструктурными. Чем больше объемов бесструктурного отпущенного бейнита, тем выше длительная пластичность стали без значительного снижения длительной прочности.

длительная пластичность металла гнутых труб после термообработки по режиму одинарной нормализации с отпуском ниже значений длительной пластичности стали 12Х1МФ в исходном состоянии,

25. Трусов Л. П., Мищенко Л. Д., Дьяченко С. С. Длительная пластичность металла отливок из стали 15X1М1ФЛ в зависимости от структурного состояния // Теплоэнергетика. 1977. №3. С. 88—91.

s/ (t) = In [1— i) (t)] x — пластическая деформация при статическом разрыве или длительная пластичность (при испытаниях на ползучесть); 1/т — показатель степени кривой усталости (1.2.1).

Так же как и материалы Х18Н10Т и Х18Н9, аустенитная нержавеющая сталь Х19Н9Т подвержена выраженному деформационному старению, и при испытаниях на ползучесть длительная пластичность материала уже после 10 ч при температурах 600° С и выше оказывается на уровне 25—30% против 60—65% в исходном состоянии (рис. 1.2.6). Для температуры испытаний 500° С характерно замедление темпа снижения длительной пластичности, однако и в этих испытаниях после 500 ч пластичность также достигает указанного минимального уровня 30%.

Значение параметрических коэффициентов для сталей Х18Н9Т (Х18Н10Т) и Х18Н9 оказались равными соответственно 7,12; 1,9 (длительная пластичность), 20 и 20 (длительная прочность).

Здесь г\г — необратимая циклическая деформация в А-м полуцикле нагружения; &f (t) — располагаемая пластичность, определяемая как пластичность при монотонном нагружении или длительная пластичность, зависящая при заданной температуре в первом приближении только от общего времени до разрушения; т — константа уравнения Мэнсона — Коффина.

Деформационный критерий в виде (5.39) и (5.40) можно использовать и при неизотермическом малоцикловом нагружении, поскольку процессы циклической релаксации подо'бны. Однако если помимо деформаций ползучести в цикле возникают и пластические деформации течения (в момент возрастания нагрузки), то в качестве предельной величины е^ в уравнении (5.40) следует брать лишь ту долю общей деформации при статическом разрушении, которая развивается за счет ползучести за время натружения образца циклической нагрузкой. Так, деформация ползучести сплава ХН77ТЮР при t—8QO°C и а=400 МПа за 1,5 ч составляет 7%. Расчетное значение долговечности по уравнению (5.38) УУрасч = 83 цикла, что соответствует экспериментально определенной долговечности .сплава ХН77ТЮР (Wp= = 654-93 цикла) при испытании по режиму: *= 100^800° С; тц=2,8 мин. При этом эквивалентное напряжение за период релаксации в цикле составляет 400 МПа, а величина релаксации Акт—ПО МПа. В этом же случае длительная пластичность (остаточная деформация), полученная при разрыве образца за 1,5ч,е*== 11,5%^очевидно, что разность 11,5—7=4,5% представляет собой ресурс пластичности, используемый на поцикловую пластическую деформацию, в том смысле, как это подразумевается в уравнении Коффина.

Использование накопленного опыта позволяет решить частные задачи, возникающие при проектировании. Иногда конструктор бьется над созданием какого-либо специализированного узла или агрегата, нового для конструкции данной машины, тогда как подобные узлы давно разработаны в других отраслях машиностроения и апробированы длительной эксплуатацией.

Объем термоусталостных повреждений в элементах паросиловых установок возрастает в связи с длительной эксплуатацией, увеличением их мощности и переходом тепловых и энергетических объектов на сверхкритичеокие параметры пара. Анализ разрушений гибов трубных систем котельных агрегатов и пароперегревателей, паропроводов, барабанов паровых котлов, короблений корпусов цилиндров паровых турбин и других деталей [1, 78] показывает, что одной из .главных причин повреждений являются циклические термические напряжения, обусловленные неравномерностью температур при нестационарных режимах работы. Существенным фактором в формировании повреждений от действия циклических термических напряжений в деталях паросиловых и атомных установок следует считать коррозионное воздействие теплоносителя [2, 78].

Для гидроузлов Советского Союза экономически выгодно сооружение каменнонабросных плотин по типу сооруженной Храмогас № 2 в Грузии. В нашей стране издавна сооружались плотины из местных материалов, которые проверены длительной эксплуатацией. Подобные плотины построены на севере страны в суровом климате: на Верхне-Туломской ГЭС (р. Тулома), Ви-люйской (р. Вилюй) и Усть-Хантайской ГЭС (р. Хантай-ка). Высота указанных плотин колеблется от 48 до 70 м, а две последние плотины работают в условиях вечной мерзлоты.

Основным критерием оценки результатов коррозионных и теплостатических испытаний является сравнение с данными аналогичных испытаний материалов, работоспособность которых в требуемых условиях подтверждена длительной эксплуатацией ранее созданных ГЦН.

Наряду с изучением опыта той отрасли машиностроения, в которой работает данная конструкторская организация, следует использовать опыт других, даже отдаленных по профилю отраслей машиностроения. Это расширяет кругозор конструктора и обогащает арсенал его конструкторских средств. Особенно полезно изучать опыт передовых отраслей машиностроения, где конструкторская и технологическая мысль, побуждаемая высокими требованиями к качеству продукции (авиация) и массовости изготовления (автотракторостроение), непрерывно разрабатывает новые конструктивные формы, способы повышения прочности, надежности, долговечности и приемы производительного изготовления. < i Использование накопленного опыта позволяет решить частные задачи, возникающие при проектировании. Иногда конструктор бьется над созданием какого-либо специализированного узла или агрегата, нового для конструкции данной мацшны, тогда как подобные узлы давно разработаны в других отраслях машиностроения и апробированы длительной эксплуатацией.

Назначать повышенные напряжения следует очень осторожно. Повышение напряжений не только связано с известным риском, но и резко удорожает изготовление, так как требует применения дорогих легированных сталей, строгого соблюдения режимов термообработки, тщательного контроля, испытания, приемки и отбраковки пружин. Очень полезно сверяться с данными о конструкциях, проверенных длительной эксплуатацией.

Следует иметь в виду, что ряд типов котлов блочных установок по своим конструктивным особенностям и техническим условиям заводов-изготовителей не может нести нагрузку ниже примерно 40% номинальной. Действительно, со снижением нагрузки растут температуры стенок труб радиационных пароперегревателей и снижается гидродинамическая устойчивость испарительных контуров прямоточных котлов, что непосредственно отражается на надежности оборудования. Аналогичные положения распространяются и на котлы электростанций с поперечными связями. В частности, большая группа повреждений радиационных пароперегревателей котлов ТМ-84 связана с их длительной эксплуатацией с нагрузками 25—50% номинальной.

гидростатические уплотнения, или длительной эксплуатацией ГЦН при перепадах давления ниже допустимы? значений на плавающих кольцах гидростатического уплотнения (рис. 5.52, 5.53);

2. Для того чтобы пойти на снижение общепринятой в настоящее время температуры горячего воздуха при сжигании АШ, нужно иметь подтвержденные длительной эксплуатацией данные о том, что это мероприятие не повлечет за собой ухудшения выжига топлива. Увеличение потери с механическим недожогом хотя бы на полпроцента нельзя окупить уменьшением первоначальных затрат при переходе на одноступенчатую компоновку воздухоподогревателя. Намечается и противоположная тенденция, а именно: для интенсификации зажигания и выгорания АШ произвести «мобилизацию» ряда возможных средств, в первую очередь предварительную подсушку (в разомкнутой схеме) и подогрев топлива и высокий подогрев воздуха. Речь идет о подогреве воздуха до 450—500° С в двух ступенях воздухоподогревателя. Вторая по ходу воздуха ступень в этом случае греет лишь часть воздуха и должна выполняться из недорогих жаростойких сталей, пригодных для работы при температурах 650—700° С, но при низких напряжениях от внутреннего давления.

Опытами, проведенными ленинградским индустриальным институтом им. М. И. Калинина, ЦНИИТМ, ЦНИИ МПС, Институтом электросварки Академии наук УССР им. акад. Е. О. Патона, МВТУ им. Баумана и МЭИ, доказано, что вальцовочные соединения низкоуглеродистых труб к барабанам и коллекторам вполне могут быть заменены сварными. Это подтверждается также и длительной,эксплуатацией некоторых паровых котлов с приварными трубами.

Опытами, проведенными ленинградским индустриальным институтом им. М. И. Калинина, ЦНИИТМ, ЦНИИ МПС, Институтом электросварки Академии наук УРСР им. акад. Е. О. Патона, МВТУ им. Баумана и МЭИ, доказано, что вальцовочные соединения низкоуглеродистых труб к барабанам и коллекторам вполне могут быть заменены сварными. Это подтверждается также и длительной эксплуатацией некоторых паровых котлов с приварными трубами.

еле 20 лет эксплуатации газопровода в исследованном интервале температур и труб аварийного запаса различаются в пределах ошибки эксперимента. Таким образом, процессы, протекающие в металле, связанные с длительной эксплуатацией трубопровода, практически не повлияли на изменение физико-механических свойств стали 19Г.