Atomerőművi anyagvizsgálatok (Erőművi berendezések élettartam számításának alapjai)

Hasonló dokumentumok
tervezési szempontok (igénybevétel, feszültségeloszlás,

Székely Bence Daruline Kft.

A szerkezeti anyagok tulajdonságai és azok vizsgálata

A töréssel szembeni ellenállás vizsgálata

GÉPSZERKEZETTAN - TERVEZÉS GÉPELEMEK KÁROSODÁSA

Anyagszerkezettan és anyagvizsgálat 2015/16. Törés. Dr. Krállics György

Anyagismeret I. A töréssel szembeni ellenállás vizsgálata. Összeállította: Csizmazia Ferencné dr.

Pere Balázs október 20.

Kisciklusú fárasztóvizsgálatok eredményei és energetikai értékelése

A lineáris törésmechanika alapjai

Törés. Az előadás során megismerjük. Bevezetés

ANYAGTUDOMÁNY ÉS TECHNOLÓGIA TANSZÉK. Anyagismeret 2007/08. Károsodás. Témakörök

Fogorvosi anyagtan fizikai alapjai 6.

A töréssel szembeni ellenállás vizsgálata

Fémtechnológiák Fémek képlékeny alakítása 1. Mechanikai alapfogalmak, anyagszerkezeti változások

Anyagvizsgálatok. Mechanikai vizsgálatok

ANYAGISMERET A GYAKORLATBAN. KATONA BÁLINT ANYAGTUDOMÁNY ÉS TECHNOLÓGIA TANSZÉK

Anyagvizsgálati módszerek

Diffúzió 2003 március 28

A szerkezeti anyagok tulajdonságai és azok vizsgálata

FOK Fogorvosi anyagtan fizikai alapjai tárgy kolokviumi kérdései 2012/13-es tanév I. félév

Fogorvosi anyagtan fizikai alapjai 8. Képlékeny viselkedés. Terhelési diagram. Mechanikai tulajdonságok 2. s sz (Pa) Tankönyv fejezetei: 16-17

Fogorvosi anyagtan fizikai alapjai 7.

Fogorvosi anyagtan fizikai alapjai 7. Képlékeny viselkedés. Terhelési diagram. Mechanikai tulajdonságok 2. s sz (Pa) Tankönyv fejezetei: 16-17

Fogorvosi anyagtan fizikai alapjai 7. Képlékeny viselkedés. Terhelési diagram. Mechanikai tulajdonságok 2. s sz (Pa) Tankönyv fejezetei: 16-17

ÉLETTARTAMRA MÉRETEZETT HÍDDARUK VIZSGÁLATA. Magyari László DARULINE Kft.

Kecskeméti Főiskola GAMF Kar. Poliolefinek öregítő vizsgálata Szűcs András. Budapest, X. 18

5. Az acélszerkezetek méretezésének különleges kérdései: rideg törés, fáradás.

IWM VERB az első magyar nyelvű törésmechanikai szoftver

5. Az acélszerkezetek méretezésének különleges kérdései: rideg törés, fáradás. BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék

9. évfolyam. Osztályozóvizsga tananyaga FIZIKA

Végeselem analízis. 1. el adás

TURBÓGENERÁTOR FORGÓRÉSZEK Élettartamának meghosszabbítása

TURBÓGENERÁTOR ÁLLÓRÉSZEK Élettartamának meghosszabbítása

Csvezetéki hibák értékelésének fejldése

GÉPÉSZETI ALAPISMERETEK TÉMAKÖRÖK

Korrodált acélszerkezetek vizsgálata

Kémiai reakciók sebessége

Hidak Darupályatartók Tornyok, kémények (szélhatás) Tengeri építmények (hullámzás)

Lemez- és gerendaalapok méretezése

Kémiai átalakulások. A kémiai reakciók körülményei. A rendszer energiaviszonyai

A Paksi Atomerőmű üzemidő hosszabbításához. kábelek üzemzavari minősítő vizsgálata

merevség engedékeny merev rugalmasság rugalmatlan rugalmas képlékenység nem képlékeny képlékeny alakíthatóság nem alakítható, törékeny alakítható

GEOTECHNIKA I. LGB-SE TALAJOK SZILÁRDSÁGI JELLEMZŐI

KIFÁRADÁSI ÉLETTARTAM KISFELADAT

Mérés és adatgyűjtés

A talajok összenyomódásának vizsgálata

Fizika. Tanmenet. 7. osztály. 1. félév: 1 óra 2. félév: 2 óra. A OFI javaslata alapján összeállította az NT számú tankönyvhöz:: Látta: ...

MECHANIKA I. rész: Szilárd testek mechanikája

KIFÁRADÁSI ÉLETTARTAM KISFELADAT (MSc.)

Vasbeton szerkezetek kifáradási vizsgálatai

Újpesti Bródy Imre Gimnázium és Ál tal án os Isk ola

Vasúti teherkocsi tömbkerekek hőterhelése és törésmechanikája

ÁGAZATI SZAKMAI ÉRETTSÉGI VIZSGA VEGYIPAR ISMERETEK EMELT SZINTŰ GYAKORLATI VIZSGA MINTAFELADATOK ÉS ÉRTÉKELÉSÜK

A FUX Zrt. fejlesztései

Gyakorlati példák Dr. Gönczi Dávid

Vasbeton födémek tűz alatti viselkedése Egyszerű tervezési eljárás

Segédlet: Főfeszültségek meghatározása Mohr-féle feszültségi körök alkalmazásával

KÖZEG. dv dt. q v. dm q m. = dt GÁZOK, GŐZÖK ÉS FOLYADÉKOK ÁRAMLÓ MENNYISÉGÉNEK MÉRÉSE MÉRNI LEHET:

ALLEGRO gázhűtésű gyorsreaktor CATHARE termohidraulikai rendszerkódú számításai

Gázok. 5-7 Kinetikus gázelmélet 5-8 Reális gázok (korlátok) Fókusz: a légzsák (Air-Bag Systems) kémiája

Szakmai nap Nagypontosságú megmunkálások Nagypontosságú keményesztergálással előállított alkatrészek felület integritása

Acélszerkezetek. 3. előadás

BME Department of Electric Power Engineering Group of High Voltage Engineering and Equipment

Használhatósági határállapotok. Alakváltozások ellenőrzése

Követelmények: f - részvétel az előadások 67 %-án - 3 db érvényes ZH (min. 50%) - 4 elfogadott laborjegyzőkönyv

Törésmechanika. Statikus törésmechanikai vizsgálatok

Munkagázok hatása a hegesztési technológiára és a hegesztési kötésre a CO 2 és a szilárdtest lézersugaras hegesztéseknél

Reológia Mérési technikák

Mérnöki faszerkezetek korszerű statikai méretezése

Anyagismeret tételek

A= a keresztmetszeti felület cm 2 ɣ = biztonsági tényező

ÜVEG FIZIKAI TULAJDONSÁGAI,

előadás Falszerkezetek

Légköri termodinamika

Gázok. 5-7 Kinetikus gázelmélet 5-8 Reális gázok (limitációk) Fókusz Légzsák (Air-Bag Systems) kémiája

GYÁRTÁSTECHNOLÓGIA NGB_AJ008_1 A FORGÁCSLEVÁLASZTÁS

ERŐMŰVI SZERKEZETEK ÁLLAPOTELLENŐRZÉSE ZUSTANDSBEURTEILUNG DER GESCHWEISSTEN KRAFTWERKBAUTEILE

BME Gépészmérnöki Kar 3. vizsga (112A) Név: 1 Műszaki Mechanikai Tanszék január 11. Neptun: 2 Szilárdságtan Aláírás: 3

Vizsgatémakörök fizikából A vizsga minden esetben két részből áll: Írásbeli feladatsor (70%) Szóbeli felelet (30%)

Építőanyagok I - Laborgyakorlat. Fémek

Hőkezelő technológia tervezése

Energetikai mérnökasszisztens Mérnökasszisztens

Anyagismeret és anyagvizsgálat. Kovács Attila

Alumínium ötvözetek aszimmetrikus hengerlése

Atomerőművi anyagvizsgálatok. 2. előadás: Roncsolásos anyagvizsgálati eljárások elvének ismertetése I. rész (a jegyzet 4.

TERMÉKSZIMULÁCIÓ I. 9. elıadás

DEBRECENI EGYETEM MŰSZAKI KAR GÉPÉSZMÉRNÖKI TANSZÉK MŰSZAKI MECHANIKA II. HÁZIFELADAT

TERMÉKTERVEZÉS NUMERIKUS MÓDSZEREI. 1. Bevezetés

2. Kötőelemek mechanikai tulajdonságai

Toronymerevítık mechanikai szempontból

HRB 3, HRB 4 típusú keverőcsapok

Rugalmasságtan. Műszaki Mechanikai Intézet Miskolci Egyetem 2015

RÉSZLETEZŐ OKIRAT (3) a NAH /2014 nyilvántartási számú 2 akkreditált státuszhoz

Égés és oltáselmélet I. (zárójelben a helyes válaszra adott pont)

HRE 3, HRE 4 típusú keverőcsapok

Ismételt igénybevétellel szembeni ellenállás

MUNKA- ÉS ENERGIATÉTELEK

Programozható vezérlő rendszerek. Elektromágneses kompatibilitás II.

Ellenörző számítások. Kazánok és Tüzelőberendezések

Átírás:

Anyagvizsgáló és Állapotellenőrző Laboratórium Atomerőművi anyagvizsgálatok (Erőművi berendezések élettartam számításának alapjai) Bevezetés. Az erőművek feladata a mindenkori fogyasztói igényeknek megfelelő villamos és hőenergia kielégítése. Az erőművek azonban összetett rendszerek, melyek főberendezésekre bonthatók úgy mint: a tüzelőanyagban kötött energia hőenergiává történő átalakítása (reaktor, kazánok), a hőenergia mechanikai energiává történő átalakítása (gőzturbina), a mechanikai energia villamos energiává történő átalakítása (generátor).

Bevezetés. A főberendezések további funkcionális egységekre bonthatók: pl. kazán esetén kazándob forrcső rendszer kamrák ejtőcső rendszer pl. turbina esetén álló lapátozat járó lapátozat turbinaház csapágyak Bevezetés. A berendezés élettartama: Az az időtartam, ameddig a berendezés működőképes. Az élettartamot főként műszaki megoldásuk, minőségük, használati módjuk, karbantartásuk és felújításuk határozza meg. [Műszaki Lexikon] A berendezés elhasználódása: A berendezés használhatóságának az idő előrehaladásával bekövetkező csökkenése. Két fő részből, a műszaki elhasználódásból és az erkölcsi avulásból tevődnek össze. [Műszaki Lexikon]

Alapfogalmak szerkezeti anyag és felépítése: az anyag természete, különbséget téve a vegyi összetétel, a kötési mód és a mikroszerkezet tekintetében igénybevétel: befolyásoló tényezők, amelyek a szerkezeti anyagokra, azok felhasználása során hatnak tulajdonságok: olyan jellemzők, amelyek a szerkezeti anyagok viselkedését különböző igénybevételek mellett leírják Igénybevételek fajtái. mechanikai kémiai termikus biológiai sugárzásból származóak

Igénybevételek fajtái. A felsorolt igénybevételek az anyag károsodását idézhetik elő, melyek a következők lehetnek: törés korrózió szövetszerkezeti elváltozás biológiai anyagkárosodás öregedés BME NTI 04... Szilárdságtani alapok. (Mechanikai igénybevétel) T x xy xz yx y yz zx zy z ahol T : feszültségtenzor : normál feszültség : csúsztatófeszültség 4

5 Szilárdságtani alapok. (Mechanikai igénybevétel) Főfeszültségek számítása háromtengelyű feszültségi állapot esetén: megoldásai egyenlet 0 I I I a jelentik s értékét, ahol I, I, I a feszültségtenzor skalár invariánsai. z y x I x zx xz z z yz zy y y xy yx x I z yz xz zy y xy zx yx x I Szilárdságtani alapok 4. (Mechanikai igénybevétel) Általános Hooke törvény: ) ( ν ν ν E ) ( ν ν ν E ) ( ν ν ν E

Szilárdságtani alapok 5. (Mechanikai igénybevétel) E E E ahol n: Poisson tényező ν ( ν ( ν ( E: rugalmassági modulus [MPa] ) ) ) Griffith eredményei alapján a szerkezeteken bekövetkező törések vonatkozásában az alábbi megállapításokat tehetjük: Sorrend: Törésmechanikai alapok.. repedés keletkezése. repedés terjedése. törés bekövetkezése 6

Törésmechanikai alapok. A repedés terjedésének kritériuma A repedés terjedésének leírásához az energiaváltozásokat kell vizsgálni. Ha a lemez csak rugalmas alakváltozást szenved, akkor minden egységnyi térfogatában E rugalmas energia van felhalmozva. A teljes ép lemezben tárolt energia: W WBL E Törésmechanikai alapok. Vizsgáljuk meg azt az esetet, amikor a lemezben a húzásra merőlegesen egy c hosszúságú repedés van. V (c Így a lemezben tárolt energia: W (WBL V) E A repedés következtében felszabadult energia: ΔWr W W V E s π) B Wr c B E 7

Törésmechanikai alapok 4. A repedés növekedése során felszabaduló energia: d ΔWr c πbdc E A repedés felületi energiája: ΔW γ cb γ A repedés felületi energiájának változása a repedés növekedése során: d ΔW γ 4 γbdc ahol g: fajlagos felületi energia [J/m ] Törésmechanikai alapok 5. A repedésterjedés feltétele: d ΔW d Határesetben: kritikus r ΔW γ γ E c π c π kritikus K IC ahol K: feszültségintenzitási tényező [MPa m / ] 8

Elemi törési módok: Törésmechanikai alapok 6. Gyors törés: Törésmechanikai alapok 7. 9

Rideg törés: Törésmechanikai alapok 8. Szívós törés: Törésmechanikai alapok 9. 0

Kisciklusú fáradás. ismétlődő (ciklikus) igénybevétel 0 4 -nél kevesebb igénybevétel hatására eltörik a feszültség a folyáshatár közelében, esetleg felette van makroszkópikus alakváltozással kell számolni Kisciklusú fáradás. A repedésterjedés sebességét befolyásoló tényezők: a repedés közeli feszültségmező a repedés csúcsa előtt elhelyezkedő anyag viselkedése szerkezet geometriája repedés alakja, mérete terhelő erők nagysága és iránya anyagtulajdonságok a terhelés frekvenciája

Kisciklusú fáradás. A fáradásos repedésterjedést az alábbi módon írhatjuk le: da dn da dn da dn c c c (a) n (a) f(k) n ahol a: repedés hossza N: ciklusszám s: terhelő feszültség K: repedés csúcsa előtti anyagrészre jellemző feszültségintenzitási tényező c, c, c, n: állandók Hőfáradás

Definíció: A folyáshatárnál kisebb terhelés mellett magas hőmérsékleten, hosszú idő alatt bekövetkező alakváltozás. Kúszás. T Kúszás. d dt K e Q Qá RT R T Ce t Q ln t ln C R T T (C+ln t) =állandó Larson Miller összefüggés: T C ln t T C ln t

lg Rm Kúszás. felsõ áttételes emelõ kemence felsõ feszítõorsó 0 próbatest fûzérben hõmérséklet szabályozó alsó feszítõorsó terhelõ súly kiegyenlítõ súly olajfék Kúszás 4. 5HMF 5HMF TU 4--460-75 lg t 4

Méretezés történhet: Kúszás 5. (Mechanikai igénybevétel) a. tartamszilárdságra: az a feszültség, amit az anyag törés nélkül megadott ideig biztonságosan elvisel, b. kúszási határra: az az időtartam, amit az anyag törés nélkül elvisel adott feszültség mellett. Kémiai igénybevétel Erőművi főberendezések esetén a kémiai igénybevétel leggyakoribb formája a korrózió. Definíció: Fémfelület korróziója: a szerkezeti anyagnak a környezet hatására végbement és a felületről kiinduló bárminemű elváltozása, amely kémiai, fizikai-kémiai folyamatok eredménye [Műszaki Lexikon] 5

Korrózió (Kémiai igénybevétel) Kémiai korrózió: közvetlen kémiai kölcsönhatás eredménye, a fémion és az elektron kilépés térbelileg nem elválasztva, hanem molekuláris határon belül, elektromos áram keletkezése nélkül megy végbe. Elektrokémiai korrózió: a fémion és az elektron kilépés térbelileg elválasztva elektromos áram keletkezése mellett megy végbe. Egyenletes korrózió: az érintett felületen egyenletesen megy végbe. következménye: falvastagság csökkenés Helyi korrózió: Korrózió fajtái (Kémiai igénybevétel) a fémfelület meghatározott helyére terjed ki. következmény: lyukadás 6

Befolyásoló tényezők: T, ph, k, v Korróziósebesség. (Kémiai igénybevétel) Korróziót előidéző gázok (O, CO ), kloridok. ahol T: hőmérséklet [K] ph: kémhatás [-] k: fajlagos vezető képesség [S/cm] v: a közeg áramlási sebessége [m/s] W k 6,5 k c Korróziósebesség. (Kémiai igénybevétel) A korrózió sebességét leíró képlet a KWU néven ismert összefüggés: Nν 0,80 B e 0,75 ph7,0,8e f ahol w k : korrózió sebesség [g/m h] k c : geometriai tényező [-] B, N: a szerkezeti anyag króm molibdén tartalmát és a munkaközeg hőmérsékletét figyelembe vevő tényező. f(t): a szerkezeti anyag üzemidejét figyelembe vevő tényező. 7

Kémiai igénybevétel Termikus igénybevétel. Növelt hőmérsékletnek kitett anyagokban szerkezeti változások mennek végbe, melyek az alkalmazás szempontjából meghatározó tulajdonságokat hátrányosan befolyásolják. 8

Termikus igénybevétel. A termikus igénybevétel következményei: mechanikai tulajdonságok romlása szövetszerkezet átalakulása újrakristályosodás diffúziós folyamatok felgyorsulása (pld. kúszás) feszültségmező megváltozása belső járulékos feszültségek kialakulása PÉLDÁK 9

A repedés keletkezési folyamata A Kimutatható károsodás D A repedés megjelenés G Átszakadás A replikavizsgálat értékelése Replika vizsgálat az adott helyen A replika vizsgálat eredményének értékelése (0-5). Az üregek sűrűségének meghatározása Tovább üzemelés. A falvastagság megmérése. Folyamatos köszörülés a negatív tűréshatárig. Ismételt előkészítés és replika vizsgálat. A replika vizsgálat értékelése. Az üregsűrűség meghatározása. Ismételt előkészítés és replika vizsgálat. Javítás, csere. 0

A replikavizsgálat értékelése 0 osztály: Nincs termikus okra visszavezethető szövetszerkezet változás osztály: Időtartam károsodás mikropórus láncok formájában 5 osztály: Szövetszerkezeti sérülések makrorepedések formájában

Főgőzvezeték ívek A főgőzvezeték ívek élettartamát befolyásoló tényezők: anyagminőség geometria R/D hőmérséklet nyomás (feszültség) gyártási eredetű hibák (ovalitás, eltérő falvastagságok)

Üzemi hőmérséklet T 545 C Betriebstemperature T 548 C 9097 h 54 C 06940 h Ovalitás U 4 % Unrundheit U 5 % 49567 h % 96789 h Falvastagság s z 0 mm Wanddicke s z 9,5 mm 5644 h 0,5 mm 87 h -40000-0000 -0000-0000 0 0000 0000 0000 40000 50000 élettartam rövidülés Lebensdauerverkürzung 69487 h élettartam hosszabodás Lebensdauerverlängerung VÉGE