NOVI MATERIJALI ZA KOTLOVE NOVI IZAZOVI ZA INŽENJERE ...e2010.drustvo-termicara.com/resources/files/presentations/sijacki.pdf · MAŠINSKI FAKULTET Kraljice Marije 16 UNIVERZITETA

MAŠINSKIFAKULTET Kraljice Marije 16FAKULTETUNIVERZITETAUBEOGRADU

j j11000 Beograd [email protected]

NOVI MATERIJALI ZA KOTLOVE –

NOVI IZAZOVI ZA INŽENJERE ŽODRŽAVANJA

Vera Šijački Žeravčić

Teme o kojima će biti reč

•• Karakteristike materijala koje se uzimaju uKarakteristike materijala koje se uzimaju uobzir pri projektovanju obzir pri projektovanju –– juče i danasjuče i danas

N iN i t ij lt ij lii•• NoviNovi materijalmaterijalii

•• NeNešto malo o problemima kod što malo o problemima kod novih materijala novih materijala --aspekti koji stvarno determinišu primenu novih aspekti koji stvarno determinišu primenu novih

t ij lt ij lmaterijala:materijala:

•• otpornost na koroziju sa gasne straneotpornost na koroziju sa gasne strane

•• otpornost na koroziju sa parne straneotpornost na koroziju sa parne stranep j pp j p

Jedan zatvoren krug

Ekološki kriterijum ⇒ smanjenje zagađenja⇒ smanjenje emisije CO2

Planiranje budućnosti kontrolom trošenja ⇒ čuvanje rezervi čvrstih gorivaprirodnih resursa Zemlje

⇓⇓Korelacija sa TE ⇒ povećana efikasnost rada TE

⇓povećani parametri parepovećani parametri pare

⇓materijali koji mogu da radena visokim temperaturamana visokim temperaturama

Šta t eba imati na m kada je ečŠta treba imati na umu kada je rečo novim materijalima

• Temperatura sveže pare, danas najmodernijih TE postrojenja povećane efikasnosti, dostiže 630ºC (30 MPa), što predstavlja porast za oko 90 ºC u poslednjih 30 godina. Očekuje se da će u narednih 15

30 godina izlazna temperatura pare da poraste još za 70 ºC (700 – 30 godina izlazna temperatura pare da poraste još za 70 ºC (700 oC/37.5MPa, efikasnost ~46.5%) i više

••Konačan cilj je da se do 2020. godine dostignu izlazni parametri pare Konačan cilj je da se do 2020. godine dostignu izlazni parametri pare od od 760ºC 760ºC ii 38 5MPa38 5MPa

• Osnovni pristup koji će da dovede do uspešne implementacije USK tehnologije je identifikacija, evaluacija i kvalifikacija potencijalnih

t ij l h d ih k t k ij ih k itič ih k ti

od od 760ºC 760ºC ii 38.5MPa38.5MPa..

materijala neophodnih za konstrukciju svih kritičnih komponenti kotla i turbina, koji će biti sposobni da rade u uslovima ekstremno oštrih radnih parametara

Karakteristike materijala koje se uzimaju uKarakteristike materijala koje se uzimaju uobzir pri projektovanju obzir pri projektovanju –– juče juče i danasi danas

Uobičajen pristupUobičajen pristup pri projektovanjupri projektovanju nekadanekadau obzir se uzimaju karakteristike materijala koje se odnose na:u obzir se uzimaju karakteristike materijala koje se odnose na:

•• Svojstva otpornosti Svojstva otpornosti –– čvrstoću na sobnoj i povišenim čvrstoću na sobnoj i povišenim •• Svojstva otpornosti Svojstva otpornosti –– čvrstoću na sobnoj i povišenim čvrstoću na sobnoj i povišenim temperaturama, vremensku čvrstoću na povišenoj temperaturi, temperaturama, vremensku čvrstoću na povišenoj temperaturi, dinamičku čvrstoću i svojstva deformacije.dinamičku čvrstoću i svojstva deformacije.

••Uticaj korozije (uniformne) se uzima u obzir preko koeficijenata Uticaj korozije (uniformne) se uzima u obzir preko koeficijenata ••Uticaj korozije (uniformne) se uzima u obzir preko koeficijenata Uticaj korozije (uniformne) se uzima u obzir preko koeficijenata sigurnosti sigurnosti –– dodataka za koroziju, koji su specificirani u normama dodataka za koroziju, koji su specificirani u normama za datu grejnu površinu bez obzira na to koji je materijal u pitanju, za datu grejnu površinu bez obzira na to koji je materijal u pitanju, i direktno su uvršćeni u usvojenu debljinu zida,i direktno su uvršćeni u usvojenu debljinu zida,

•• Neki od ovih koeficijenata su određeni iskustveno, a neki Neki od ovih koeficijenata su određeni iskustveno, a neki izračunati za usvojenu brzinu korozije (opet opštu, uniformnu izračunati za usvojenu brzinu korozije (opet opštu, uniformnu koroziju). koroziju).


Uobičajen pristupUobičajen pristup pri konstruisanjupri konstruisanju nekada nekada u obzir nisu uzete karakteristike materijala koje se odnose na:u obzir nisu uzete karakteristike materijala koje se odnose na:

K lit t i č i ij ij h ij k t i K lit t i č i ij ij h ij k t i ••Kvalitet isporučene opreme i varijacije u hemijskom sastavu i Kvalitet isporučene opreme i varijacije u hemijskom sastavu i mikrostrukturi koji se direktno odražavaju na osetljivost prema mikrostrukturi koji se direktno odražavaju na osetljivost prema lokalnoj korozijilokalnoj koroziji

Lokalne korozione procese koji mogu da se jave kod nekog Lokalne korozione procese koji mogu da se jave kod nekog •• Lokalne korozione procese koji mogu da se jave kod nekog Lokalne korozione procese koji mogu da se jave kod nekog postrojenjapostrojenja

•• Saznanje da brzina lokalne korozije nije konstantna već Saznanje da brzina lokalne korozije nije konstantna već promenljiva veličina i da njena promena značajno zavisi i od promenljiva veličina i da njena promena značajno zavisi i od promenljiva veličina i da njena promena značajno zavisi i od promenljiva veličina i da njena promena značajno zavisi i od promene temperature promene temperature –– neki materijal može da bude pogodan sa neki materijal može da bude pogodan sa aspekta korozije za rad na nekoj temperaturi, a vrlo osetljiv prema aspekta korozije za rad na nekoj temperaturi, a vrlo osetljiv prema koroziji za rad na višoj temperaturi pri istom kvalitetu radnog fluida.koroziji za rad na višoj temperaturi pri istom kvalitetu radnog fluida.


Problem je stoga premešten na održavaoce opreme:Problem je stoga premešten na održavaoce opreme:

•• ulazna kontrola materijalaulazna kontrola materijalaulazna kontrola materijalaulazna kontrola materijala

•• praćenje svih relevantnih parametara koji utiču na pojavu praćenje svih relevantnih parametara koji utiču na pojavu korozijekorozije

•• uočavanje slabih mesta uočavanje slabih mesta

•• provere na licu mesta provere na licu mesta –– kontrolni uzorcikontrolni uzorci

•• kontrola u redovnim vremenskim intervalimakontrola u redovnim vremenskim intervalima

K kt i tik t ij l k j i j K kt i tik t ij l k j i j Karakteristike materijala koje se uzimaju uKarakteristike materijala koje se uzimaju uobzir pri projektovanju obzir pri projektovanju –– juče ijuče i danasdanas

Filozofija projektovanja promenjena

Uslov primene novih materijala za rad na USK parametrima Uslov primene novih materijala za rad na USK parametrima Uslov primene novih materijala za rad na USK parametrima Uslov primene novih materijala za rad na USK parametrima ne podrazumeva samo poznavanje njihovih vremenskih ne podrazumeva samo poznavanje njihovih vremenskih osobina i otpornost na termički zamor, već i saznanja koja se osobina i otpornost na termički zamor, već i saznanja koja se tiču njihove:tiču njihove:

otpornosti na gasnu koroziju i eroziju, otpornosti na gasnu koroziju i eroziju, otpornosti na koroziju sa vodeno otpornosti na koroziju sa vodeno –– parne strane, parne strane, otpornosti na ljuspanje oksida,otpornosti na ljuspanje oksida,zavarljivosti zavarljivosti zavarljivosti, zavarljivosti, fabrikacije, i fabrikacije, i mogućnosti da se na njih nanese prevlaka.mogućnosti da se na njih nanese prevlaka.

Šta treba znati o novim materijalima

K i ič k k l SK i USK d ž Kritične komponente kotlova SK i USK su: parovod sveže pare, kolektori, pregrejači pare i isparivačke cevi. Sve ove komponente, zbog visoke radne temperature pare, treba da se odlikuju visokom čvrstoćom na puzanje. pa e, eba da se od uju so o č s oćo a pu a jeParovodi i kolektori, kao masivne komponente, su izložene zamoru koji je indukovan ne samo mehaničkim nego i termičkim naponima. Za izradu ovih elemenata prednost obično imaju feritni / Za izradu ovih elemenata prednost obično imaju feritni / martenzitni čelici zbog malog koeficijenta termičkog širenja i bolje termičke provodljivosti u poređenju sa austenitnim čelicima. O ž i t ži j lt l i d ih f it ih Opsežna istraživanja su rezultovala izradom novih feritnih čelika koji mogu da budu izloženi zagrevanju i radu na temperaturama metala do 620 oC a da se istovremeno odlikuju dobrom zavarljivošću i žilavosti loma.


Cevni sistem PP i MP kod USK postrojenja treba da se odlikuje: visokom čvrstoćom na puzanje, dobrom zamornom čvrstoćom u uslovima delovanja termičkih napona zavarljivošću otpornošću uslovima delovanja termičkih napona, zavarljivošću, otpornošću na koroziju / eroziju sa gasne strane, otpornošću na oksidaciju sa parne strane i ljuspanje oksida. Kod navedenih grejnih površina još uvek postoje ograničenja u maksimalnoj temperaturi metala od ~593 oC (odgovara T pare maksimalnoj temperaturi metala od 593 C (odgovara T pare od ~565 oC) zbog izrazite korozije metala sa gasne strane. Prema podacima iz Amerike, prisutna je veoma izražena korozija feritnih čelika sa gasne strane tamo gde se koristi ugalj sa visokim sadržajem sumpora. j pStoga se feritni čelik visoke čvrstoće kao što je npr. T91 široko ne upotrebljava. Uobičajena je praksa da se u TE postrojenjima koristi čelik T22 za niže temperature, a SS304H ili SS347 za više temperature


K d i i čkih i bl j k l k iji Kod isparivačkih cevi problem je kompleksniji. S jedne strane, visoki super kritični pritisci i upotreba ložišta u kojima se oslobađa velika količina toplote toliko podižu temperaturu zida metala da npr. nisko legirani čelik pod u e pe a u u da e a a da p s o eg a čeT11 (1.25Cr0.5Mo) dobrih karakteristika i dobre zavarljivosti ne može da se koristi zbog nedovoljne čvrstoće na puzanje. Svakako na raspolaganju je čelik T91 ali kod njega mora Svakako, na raspolaganju je čelik T91 ali kod njega mora da se primenjuje naknadna termička obrada. Drugi problem je ekstenzivna korozija nisko legiranih čelika kod kotlova sa modernim sistemom gorionika i malom emisijom NOx - brzina gasne korozije je dostigla enormnu emisijom NOx brzina gasne korozije je dostigla enormnu vrednost od 2 mm/god. Rešenje problema leži u upotrebi zavarljivih legura visoke čvrstoće koje će biti zaštićene navarivanjem legurama sa visokim sadržajem hromavisokim sadržajem hroma.


Interesantno je istaći da se paralelno sa razvojem novih materijala, Interesantno je istaći da se paralelno sa razvojem novih materijala, veliki napori ulažu i za razvoj materijala zaštitnih prevlaka koje će veliki napori ulažu i za razvoj materijala zaštitnih prevlaka koje će veliki napori ulažu i za razvoj materijala zaštitnih prevlaka koje će veliki napori ulažu i za razvoj materijala zaštitnih prevlaka koje će da obezbede dovoljnu otpornost prema koroziji, primenom različitih da obezbede dovoljnu otpornost prema koroziji, primenom različitih metoda nanošenja, kao što su:metoda nanošenja, kao što su:

•• navarivanje, navarivanje,

•• difuziono prevlačenje,difuziono prevlačenje,

•• lasersko nanošenje prevlakalasersko nanošenje prevlaka


U duhu veoma oštrih zahteva koji se postavljaju pred materijale koji U duhu veoma oštrih zahteva koji se postavljaju pred materijale koji treba da rade u ulovima USK parametara razvijene su brojne nove treba da rade u ulovima USK parametara razvijene su brojne nove legure:legure:

•• čelici sa feritnom (martenzitnom) osnovom (9čelici sa feritnom (martenzitnom) osnovom (9--12%Cr, SKK)12%Cr, SKK)

•• čelici sa austenitnom osnovomčelici sa austenitnom osnovom

i k l i l b i ikli k l i l b i ikl•• visoko legirane legure na bazi nikla.visoko legirane legure na bazi nikla.

Feritni čelici

Gener. godina modifikacija legure

R-105 h,MPana 600 oC

Primer legura

Max temp. metala, oC*

Razvoj 4 generacije feritnih čelika za termoenergetska postrojenjaRazvoj 4 generacije feritnih čelika za termoenergetska postrojenja

1. 1960-70. Dodatak Mo, Nb, V čelicima 12Cr i 9CrMo

60 EM12, HCM9M, HT9, F9, HT91

565

2. 1970-85. Optimizacija d ž j C Nb

100 HCM12, T91, 593sadržaja C, Nb, V

HCM2S

3. 1985-95. Delimična zamena Mo (W)

140 P-92, P-122,P-911 (NF616, HCM12A)

620

4. do danas Porast sadržaja W i dodatak Co

180 NF12, SAVE12 650

* * bazirano na 100 MPa/10bazirano na 100 MPa/1055 hh

Feritni čelici

F i i č li i l k i i d d b l idih Feritni čelici se uglavnom koriste za izradu debelo zidih komponenti kao što su parovodi i kolektori. Danas najpoznatiji (najatraktivniji?) čelik sa 9%Cr – T/P91 se upotrebljava u termoelektranama superkritičnih parametara upo eb ja a u e oe e a a a supe č pa a e a ado 593 °C kao materijal za kolektore, parovode i pregrejače pare. Čelik NF616 (P92) predstavlja naprednu varijantu čelika P91 jer je kod njega izvestan udeo Mo (0 5%) zamenjen W jer je kod njega izvestan udeo Mo (0.5%) zamenjen W (1.8%) čime su povećane mehaničke osobine a time i radne temperature (do 620 °C) sa aspekta puzanja. Čelik E911 koji je razvijen u Evropi je sličnog sastava kao NF616 sa sličnim karakteristikama uključujući i oksidaciju i NF616 sa sličnim karakteristikama, uključujući i oksidaciju i koroziju sa gasne strane - utiču na ograničenost primene.

Feritni čelici

U E i d k i i č lik HT91 i k ij 12% C U Evropi se dosta koristi čelik HT91 iz kategorije 12% Cr čelika za izradu cevi, kolektora i parovoda, dok je u Americi i Japanu njegova primena dosta ograničena zbog loše zavarljivosti. HCM12 je poboljšana verzija HT91 sa dodatkom Mo i W od po 1 %, sa poboljšanom zavarljivošću i čvrstoćom na puzanje. Dalji porast u čvrstoći na puzanje je postignut dopunskim Dalji porast u čvrstoći na puzanje je postignut dopunskim smanjenjem Mo (0.4%) i povećanjem sadržaja W (2%) uz dodatak Cu (1%) kod čelika HCM12A (P122) koji se koristi za izradu kolektora i parovoda na temperaturama do 620 oC. Mogućnosti ovog čelika su slične kao kod P92 ali sa nešto Mogućnosti ovog čelika su slične kao kod P92 ali sa nešto boljom otpornošću ka oksidaciji sa parne strane zbog nešto većeg sadržaja hroma.

Feritni čelici

Legure NF12 i SAVE12 imaju još veću čvrstoću na puzanje nego HCM12A ali su one još uvek u fazi razvoja. K d b l j d d t C (2 5% i 3%) ć j i Kod obe legure je dodat Co (2.5% i 3%) a povećan je i sadržaj W u poređenju sa HCM12A. Kod legure SAVE12 odsustvuje bor, ali je izvršeno mikrolegiranje sa Ta i Nb, čime je dodatno postignuto g j , j p gojačavanje zbog izdvajanja finih i stabilnih čestica taloga na bazi nitrida. HCM2S (T23) je 2.25Cr-1.6W čelik sa niskim sadržajem ugljenika i dodatkom V i Nb, koji se odlikuju većom čvrstoćom ugljenika i dodatkom V i Nb, koji se odlikuju većom čvrstoćom na puzanje od čelika T22 i koji je zbog svoje dobre zavarljivosti bez potrebe izvođenja prethodne ili naknadne termičke obrade, dobar kandidat za isparivačke cevi.

Feritni čelici

Praksa je pokazala da je vek feritnih čelika, posebno P91, E911 i NF616 determinisan ne čvrstoćom na puzanje već oksidacionim osobinama koje su funkcija pu a je eć o s dac o oso a a oje su u c jasastava čelika.Elementi koji određuju oksidacione osobine su Cr, Si, Mn i Mo, a pošto su njihovi sadržaji različiti, jasno je ovi čelici imaju različitu otpornost na oksidaciju imaju različitu otpornost na oksidaciju. Tokom eksploatacije dolazi do smanjenja otpornosti ka oksidaciji što je povezano sa promenom koncentracije ovih elemenata u površinskim slojevima metala, tako da onog trenutka kada njihov sadržaj padne ispod kritičnog nivoa trenutka kada njihov sadržaj padne ispod kritičnog nivoa, materijal gubi svoju otpornost na oksidaciju – istraživanja su danas usmerena na gubitak otpornosti prema oksidaciji u različitim radnim uslovima (pritisak, temperatura, radna sredina)sredina).

Austenitni čelici

70-tih i početkom 80-tih godina prošloga veka - istraživanja u cilju poboljšanja čvrstoće na puzanje čelika klase 18Cr-8Ni.80 tih i č tk 90 tih di šl k i t ži j 80-tih i početkom 90-tih godina prošloga veka istraživanja u cilju poboljšanja čvrstoće na puzanje čelika serije 20-25Cr jer se odlikuju superiornom otpornošću na oksidaciju i koroziju.Intenzivan razvoj u oblasti austenitnih čelika je usledio i zbog j j gtoga što je primena feritnih čelika u kotlovskoj industriji ograničena sa aspekta radne temperature metala (593 °C, odnosno 620 oC) i oksidacije. U Americi se kod konvencionalnih termoenergetskih U Americi se kod konvencionalnih termoenergetskih postrojenja koriste austenitni čelici SS304H i SS347 umesto T91 za izradu PP zbog bolje zavarljivosti, s tim što je i razlika u ceni relativno mala.

Austenitni čelici

Z i d PP i MP k i 4 k ij i ih č lik Za izradu PP i MP koriste se 4 kategorije austenitnih čelika koje su razvrstane prema sadržaju hroma: 1 - 15Cr, 2 -18Cr, 3 - 20-25Cr i 4 - sa većim sadržajem Cr. Razvoj austenitnih nerđajućih čelika je bio zasnovan naa oj aus e e đajuć če a je b o as o a a

dodavanju Ti i Nb u cilju stabilizacije austenita sa aspekta korozije;njihovom smanjenju (destabilizaciji) u cilju povećanja čvrstoće na puzanje (a ne korozione otpornosti) uz dodatak Cu, koji na puzanje (a ne korozione otpornosti) uz dodatak Cu, koji doprinosi taložnom ojačavanju, i modifikaciju termičke obrade.

Kasnije, istraživanja su se opet usmerila na stabilizaciju austenita dodatkom 0.2%N kao i dodatkom W u cilju ojačavanja čvrstog rastvora i povećanja čvrstoće na puzanjeojačavanja čvrstog rastvora i povećanja čvrstoće na puzanje.Najveća čvrstoća na puzanje je postignuta kod austenitnog nerđajućeg čelika SAVE25, ali je prema nekim podacima njegova otpornost sa gasne strane kontraverzna.

Materijali za parovode i kolektore

Vremenska čvrstoća nekih materijala Vremenska čvrstoća nekih materijala za parovode i kolektoreza parovode i kolektore

Materijali za cevi PP i MP

Vremenska čvrstoća nekih materijala za Vremenska čvrstoća nekih materijala za pregrejačke/međupregrejačke cevipregrejačke/međupregrejačke cevi

Materijali za isparivačke cevi

Vremenska čvrstoća nekih materijala Vremenska čvrstoća nekih materijala za isparivačke ceviza isparivačke cevi

Materijali za isparivačke ceviMaterijali za isparivačke cevi

Gasna korozija modernih TEGasna korozija modernih TE

• Gasna korozija je rezultat prisustva rastopljenog Na K Fe trisulfata i ekstremno je izražena kodNa-K-Fe trisulfata i ekstremno je izražena kodmartenzitnih čelika.

• Otpornost ka gasnoj koroziji raste sa povećanjem • Otpornost ka gasnoj koroziji raste sa povećanjem sadržaja hroma u leguri. Koroziona otpornost je ekstremno povećana kada sadržaj hroma u leguri postane veći od 25%.p


Pregrejači pare/ međupregrejači parePregrejači pare/ međupregrejači pare

• Najnepovoljnija situacija se javlja između 600 i 750°C zato što su trisulfati u tom temperaturnom opsegu u tečnom stanju (ispod 600°C trisulfati u tom temperaturnom opsegu u tečnom stanju (ispod 600 C - čvrsto stanje, iznad 750°C - isparavanje

• ovaj tip gasne korozije predstavlja kritičan problem kod žPP/MP, posebno pri upotrebi uglja sa visokim sadržajem S, alkalija i

hlorida

• intenzivna gasna korozija je i razlog što se martenzitni čelik visoke č ć T 91 đ j k k l UK čvrstoće, T-91, ne ugrađuje uvek u kotlove UK parametara.

Pri navedenim uslovima dolazi do smanjenja sadržaja Cr u visoko legiranim čelicima bogatim hromom ⇒ smanjuje se njihova otpornost prema gasnoj koroziji i povećava gubitak materijala/ smanjuje se debljina zida cevi.


Šljaka bogata P2O5 Na-K pirosulfati P2O5

Na-Fe trisulfati

Šljaka bogata Na-K sulfatima

Cevi pregrejača pareIsparivač

EKO

p g j pp


Gubitak metala kod različitih čelika za pregrejače pare Gubitak metala kod različitih čelika za pregrejače pare Gubitak metala kod različitih čelika za pregrejače pare Gubitak metala kod različitih čelika za pregrejače pare kod kotlova koji sagorevaju (a) američki istočni mrki kod kotlova koji sagorevaju (a) američki istočni mrki ugalj; (b) američki zapadni mrki ugalj [19]ugalj; (b) američki zapadni mrki ugalj [19]


I i čiI i či

• Radni uslovi, depozit i rezultujući korozioni mehanizmi kod isparivača su različiti od onih kod PP i MP.

IsparivačiIsparivači

•• Očekuje se da će aktivni mehanizam Očekuje se da će aktivni mehanizam gasne gasne korozije da bude korozije da bude proces proces sulfidizacijsulfidizacije e zbog Hzbog H22S S gasa negasa ne--stehiometrijskog stehiometrijskog odnosaodnosa i i depozitdepozitaa koji sadrži ugljenik i FeSkoji sadrži ugljenik i FeSdepozitdepozitaa koji sadrži ugljenik i FeS.koji sadrži ugljenik i FeS.

•• Jedan od materijala, kandidata za izradu isparivača, je i Jedan od materijala, kandidata za izradu isparivača, je i martenzitni čelik visoke čvrstoće martenzitni čelik visoke čvrstoće –– T 91. Ograničavajući faktori za T 91. Ograničavajući faktori za j i j i njegovu primenu su:njegovu primenu su:

•• neophodnost izvođenja termičke obrade posle zavarivanjaneophodnost izvođenja termičke obrade posle zavarivanja•• gasna korozijagasna korozija

Oksidacija sa parne strane kod modernih TEOksidacija sa parne strane kod modernih TE

•• Jedan od glavnih limitirajućih faktora za upotrebu modernih Jedan od glavnih limitirajućih faktora za upotrebu modernih materijala za rad na SK i USK parametrima je njihova sklonost materijala za rad na SK i USK parametrima je njihova sklonost materijala za rad na SK i USK parametrima je njihova sklonost materijala za rad na SK i USK parametrima je njihova sklonost ka oksidaciji sa parne strane.ka oksidaciji sa parne strane.

•• Problemi zbog oksidacije sa parne strane se javljaju i kod TE Problemi zbog oksidacije sa parne strane se javljaju i kod TE postrojenja podkritičnih parametara ali ne u tako velikoj meri postrojenja podkritičnih parametara ali ne u tako velikoj meri postrojenja podkritičnih parametara, ali ne u tako velikoj meri postrojenja podkritičnih parametara, ali ne u tako velikoj meri kao kod postrojenja SK parametarakao kod postrojenja SK parametara

•• Koroziono ponašanje materijala sa parne strane na veoma Koroziono ponašanje materijala sa parne strane na veoma visokim temperaturama se ogleda u ekstremnom povećanju visokim temperaturama se ogleda u ekstremnom povećanju visokim temperaturama se ogleda u ekstremnom povećanju visokim temperaturama se ogleda u ekstremnom povećanju debljine oksidnog sloja koji se stvaradebljine oksidnog sloja koji se stvara


Sa Sa porastom temperatureporastom temperature, oksidni film se stvara većom , oksidni film se stvara većom brzinom i raste do velikih debljina sa vremenom, dovodeći do:brzinom i raste do velikih debljina sa vremenom, dovodeći do:

•• smanjenja debljine zida komponente što kao posledicu ima smanjenja debljine zida komponente što kao posledicu ima •• smanjenja debljine zida komponente što kao posledicu ima smanjenja debljine zida komponente što kao posledicu ima povećanje napona u zidu cevi i mogući lom usled puzanjapovećanje napona u zidu cevi i mogući lom usled puzanja

•• povećanja debljine izolatora (oksidni sloj) sa parne strane povećanja debljine izolatora (oksidni sloj) sa parne strane koji, zbog niskog koeficijenta toplotne provodljivosti, dovodi do koji, zbog niskog koeficijenta toplotne provodljivosti, dovodi do porasta temperature metala porasta temperature metala –– potencijalno povećanje korozije i potencijalno povećanje korozije i brzine puzanja sa gasne stranebrzine puzanja sa gasne strane

•• olakšane pojave ljuspanja oksidnog sloja velike debljine pri olakšane pojave ljuspanja oksidnog sloja velike debljine pri zaustavljanju postrojenja zaustavljanju postrojenja –– pri startovanju postrojenja pri startovanju postrojenja komadići oksida mogu da se istalože u sistemu izazivajući komadići oksida mogu da se istalože u sistemu izazivajući č lj j i ili d d j t bi d ć d i j č lj j i ili d d j t bi d ć d i j začepljenje cevi ili da dospeju u turbinu gde će da provociraju začepljenje cevi ili da dospeju u turbinu gde će da provociraju

značajnu eroziju turbinskih komponenti.značajnu eroziju turbinskih komponenti.


593 oC 650 oC

0 75

1.00

593 oC1.00

0.75

650 oC

0.75

0.50

dnog

sloj

a, m

m

0.50

idno

g sl

oja,

mm

0.25

Deb

ljina

oks

id

0.25

Deb

ljina

oks

0.00

1 god. 10god.

0.00

1 god. 10 god.

Izračunata debljina oksidnog sloja feritnih čelika sa strane pare na 593 Izračunata debljina oksidnog sloja feritnih čelika sa strane pare na 593 C i 650 C i d d 10 di b j i dij t 650 C i 650 C i d d 10 di b j i dij t 650 °°C C oC i 650 oC za period od 10 godina; brojevi u dijagramu t=650 oC i 650 oC za period od 10 godina; brojevi u dijagramu t=650 °°C C

predstavljaju odnos debljina oksidnog sloja;uticaj Cr postaje izražen predstavljaju odnos debljina oksidnog sloja;uticaj Cr postaje izražen tek na 650 tek na 650 °°C [3,10]C [3,10]

Umesto zaključkaUmesto zaključka

Kod TE postrojenja podkritičnih parametara osnovni eksploatacioni Kod TE postrojenja podkritičnih parametara osnovni eksploatacioni problemi, kojima je moglo u značajnoj meri i da se upravlja, su bili:problemi, kojima je moglo u značajnoj meri i da se upravlja, su bili:

•• puzanje materijalapuzanje materijala

•• posebno izražena EH korozija sa vodeno posebno izražena EH korozija sa vodeno –– parne straneparne strane

•• korozija sa gasne stranekorozija sa gasne strane

Kod TE postrojenja SK i USK parametara svi eksploatacioni Kod TE postrojenja SK i USK parametara svi eksploatacioni problemi se premeštaju u resoreproblemi se premeštaju u resore

•• korozije sa gasne stranekorozije sa gasne stranekorozije sa gasne stranekorozije sa gasne strane

•• korozije sa parne stranekorozije sa parne strane

•• zavarivanja o kojem u ovom predavanju nije bilo rečizavarivanja o kojem u ovom predavanju nije bilo reči

MAŠINSKIFAKULTETUNIVERZITETA

Kraljice Marije 1611000 Beograd

UNIVERZITETAUBEOGRADU

[email protected]

HVALA NA PAŽNJIHVALA NA PAŽNJI

Documents

NOVI MATERIJALI ZA KOTLOVE NOVI IZAZOVI ZA INŽENJERE ...e2010.drustvo-termicara.com/resources/files/presentations/sijacki.pdf · MAŠINSKI FAKULTET Kraljice Marije 16 UNIVERZITETA