Разрушене паропровода



Скачать 173.89 Kb.
Дата26.03.2019
Размер173.89 Kb.
Название файлаСтатья разрушение паропровода 2.docx

Результаты анализа причин разрушения паропровода
Лисицин К.А., Сильвестров Ю.Г., Попов В.И.

ООО «Энергопром-М»


На одной из ТЭЦ Кузбасса произошел разрыв сварного стыка паропровода, выполненого из труб диаметром 500 мм и толщиной стенки 8 мм. Материал труб – сталь 17ГС, параметры эксплуатации: давление 18 кг/см2, температура 320 0С. Паропровод эксплуатаруется с 1977 года.

Экспертная группа, созданная для исследования факторов, способствующих разрушению, и выявлния основных его причин установила следующее:

1 Разрушение паропровода произошло по схеме «гильотинного разрыва», представляющего собой быстрое неустойчивое развитие трещины вдоль всего периметра кольцевого сварного соединения с последующим истечением пара.

2 Анализ параметров работы агрегатов и действий персонала в момент аварии не выявил наличие гидроудара.

3 Анализ поверхности излома кольцевого сварного шва трубы выявил большое количество дефектов сварки: непроваров, суммарной длиной более 50% длины шва и глубиной от 1 до 4-х мм; пор в металле шва диаметром до 1,5 мм, несплавлений между швом и основным металлом.

4 Анализ особенностей излома позволил установить, что процесс разрушения происходил в несколько этапов.

На первом этапе формировались очаги разрушения коррозионно-усталостного характера в зонах действия повышеных напряжений, расположенных на внутренней поверхности трубопровода в зоне концентраторов напряжений: непроваров и коррозионных язвин (рисунок 1).

рисунок8
Рисунок 1 – Участок излома с язвинами и очагам разрушения
Второй этап разрушения представлял собой медленный устойчивый рост коррозионно-усталостных трещин от первоначальных очагов в плоскости перпендикулярной оси трубы с формированием в результате их слияния кольцевых внутренних поверхностных трещин, практически по всей длине шва. Глубина этих трещин составляла от 3-4 мм до 7-8 мм.

По мере своего медленного устойчивого роста трещина достигла своего критического размера и разрушение перешло в свою третью стадию – быстрого неустойчивого развития и окончательного разрушения трубопровода. Учитывая небольшую толщину и значительную пластичность металла трубопровода в вершине распространяющейся нестабильной трещины развивалось, так называемое, плоско-напряженное состояние, при котором разрушение шло по известному вязкому механизму косым срезом под углом примерно 45 градусов.

На рисунке 2 показана зона поверхности излома трубопровода с предполагаемым инициатором нестабильного разрушения – устойчивой поверхностной трещиной, достигшей критического размера (1) и зоной косого среза при нестабильном распростанении трещины (2).

В качестве расчетного метода оценки критического размера устойчивой поверхностной трещины был выбран известный метод пластического шарнира, описанный в [1]. Рассчитанная величина критического размера поверхностной кольцевой трещины при рабочем внутреннем давлении 18 кг/см2 составила: длина (в кольцевом направлении) 135 мм и глубина (в направлении по толщине) 8 мм. При достижении поверхностным дефектом критического размера образовалась сквозная нестабильная трещина, которая в условиях большой папасенной энергии сжатого пара распространилась по всему периметру сварного шва, т.е. реализовался гильотинный разрыв. Размеры дефекта (1) на рисунке 2 близки к расчетному варианту. Он, скорее всего, и явился инициатором гильотинного разрушения.



рисунок13

1 – устойчивая трещина – инициатор разрушения, 2 – косой срез


Рисунок 2 – Поверхность излома в районе поверхностной трещины

– инициатора гильотинного разрыва


Выводы

1 Разрушению паропровода предшествовала длительная стадия подрастания внутреннего поверхностного трещинообразного дефекта от исходных концентраторов напряжений: непроваров и коррозионных язвин в результате коррозионно усталостных процессов.

2 Окончательной причиной разрушения явилось достижение несквозным дефектом в процессе эксплуатации критического размера, когда образующаяся сквозная трещина оказалась нестабильной, двигающейся с большой скоростью, и вследствие значительной запасенной энергии трубопровода реализовался механизм гильотинного разрыва.

3 Проведенный анализ показывает, что паропроводы ТЭЦ, проработавшие длительное время и приобретшие вследствие деградационных процессов развивающие дефекты представляют с точки зрения промышленной безопасности определенную опасность и требуют особого внимания при организации контроля и оценке его результатов. Однако в существующих нормативных документах проблема гильотинного разрыва не рассматривается, что создает значительные трудности экспертам при проведении экспертизы промышленной безопасности.



Поэтому представляется целесообразным выполнить широкий сбор и анализ статистических данных о случаях разрушения трубопроводных систем с высокой запасенной энергией, разработать нормы и критерии контроля и оценки состояния их элементов, и на основании этого разработать нормативный документ, посвященный оценке их безопасности.
Список литературы

1 М-02-91. Методика определния допускаемых дефектов в металле оборудования и трубопроводов во время эксплуатации. ВНТТАЭС-НИКИЭТ. Москва. 1991

Поделитесь с Вашими друзьями:


База данных защищена авторским правом ©genew.ru 2020
обратиться к администрации

    Главная страница
Контрольная работа
Курсовая работа
Лабораторная работа
Рабочая программа
Методические указания
Практическая работа
Методические рекомендации
Теоретические основы
Пояснительная записка
Общая характеристика
Учебное пособие
История развития
Общие сведения
Физическая культура
Теоретические аспекты
Практическое задание
Федеральное государственное
Направление подготовки
Техническое задание
Теоретическая часть
Самостоятельная работа
Дипломная работа
Общие положения
Методическая разработка
государственное бюджетное
Образовательная программа
квалификационная работа
Выпускная квалификационная
Техническое обслуживание
Технологическая карта
Решение задач
учебная программа
История возникновения
Методическое пособие
Краткая характеристика
Рабочая учебная
Исследовательская работа
Общая часть
Общие требования
Метрология стандартизация
Основная часть
Рабочая тетрадь
История создания
Название дисциплины
Техническая эксплуатация
Экономическая теория
Математическое моделирование
Организация работы
Информационная безопасность
Государственное регулирование
Современное состояние