На главную Обратная связь Карта сайта

Статьи по теплоизоляции

Влияние гидравлических испытаний на состояние металлов трубопроводов тепловых сетей
Материалы Конференции
"Термо сети. Современные решения"
17 по 19 мая 2005 г. НП "Русское теплоснабжение"
Ю.А.Пак, В.Г.Плешивцев, Глухих М.В., Г.А.Филиппов,
 Ю.Д.Морозов, О.Н.Чевская, О.В. Ливанова.
 (ДепТЭХ г.Москвы, ЗАО «ЮННА ПАК», ЦНИИЧермет им. И,П,Бардина)
Принятая практика проведения гидравлических и температурных испытаний для
отбраковки завышенным давлением дозволяет повысить надежность теплоснабжения,
однако, вместе с сиим, может быть, провоцирует доп дефектность
трубопроводов. В связи с сиим Департаментом ТЭХ г. Москвы была поставлена
актуальная задачка - изучить последствия гидравлических и температурных
испытаний на состояние сплава труб теплосетей.
В процессе работы проведен анализ нормативной и научно-технической
информации, определяющей требования к трубам, марочного и размерного
сортамента, используемых в тепловых сетях. Для труб различного сортамента
нормативными документами (НД) определены предельные характеристики температуры и
давления, состав неотклонимых механических и технологических испытаний и способы
их контроля. Установлено, что трубы теплосетей, как магистральных, так и
разводящих, делаются из устаревших (имеющихся 30-50 лет) марок стали.
Стали новейшего поколения усовершенствованного металлургического свойства с завышенным
комплексом потребительских параметров (завышенная коррозионная стойкость,
сниженная склонность к деформационному старению и др.) при изготовлении труб
указанного назначения пока не употребляются.
Проведен анализ случаев повреждений труб теплотрасс опосля гидравлических
и температурных испытаний. Он показал, что повышение продолжительности эксплуатации
и давлений приводит к повышению числа повреждений. Наиболее 52% всех повреждений,
выявленных при ГИ, происходят при испытательном давлении наиболее 22 кгс/см
.
По данным компании № 8 «Мостеплоэнерго» повреждения при гидравлическим
испытании наблюдаются на трубах со сроком эксплуатации наиболее 11 лет, а средний
срок службы составляет 17,3 года. По данным публикаций средний срок службы труб
в г. Москве составляет 18 лет.
Проведено комплексное исследование хим состава, микроструктуры,
механических параметров, сопротивления разрушению при динамических и статических
испытаниях, склонности к деформационному старению образцов работающих труб
тепловых сетей и труб, не эксплуатировавшихся ранее, по обычным
ГОСТированным методикам на оборудовании ЦНИИЧермета им. И.П.Бардина .
В итоге исследований показано, что
            а)
длительная эксплуатация труб с повторяющимися гидравлическими и тепловыми
испытаниями не вызывает приметного конфигурации хим состава (табл. 1) и
уровня обычных механических параметров (временное сопротивление -&1126;
,
предел текучести -&1126;
0.2
, относительное удлинение -&1109;, ударная
вязкость KCU) сплава труб (табл. 2);
            б)
установлено понижение сопротивления зарождению и распространению трещины, а
также трещиностойкости сплава труб в процессе эксплуатации (табл. 3 и 4).
Длительная эксплуатация приводит к приметному понижению характеристик пластичности.
Так стрела пластического прогиба f
для труб из ст 20 опосля
эксплуатации составляет 2,54 мм, а аварийного запаса порядка 3,5 мм (табл. 3). Сравнение величины суммарной работы разрушения указывает, что трубы из стали
20 опосля эксплуатации имеет наиболее низкое значение А
= 85,8
Дж/см
, чем аварийного запаса 104,85 Дж/см
. Такое
снижение сопротивления разрушению сплава труб является следствием протекания
процесса деформационного старения, приводящего к понижению подвижности дислокаций
и охрупчиванию сплава труб. Данные таблицы 5 демонстрируют, что для труб из стали
20 склонность к деформационному старению у труб не бывших в эксплуатации выше
(прирост предела текучести - &1071;&1126;
), чем опосля эксплуатации (&1071;&1126;
).
Для выявления влияния гидроиспытаний и теплового действия на
механические характеристики и сопротивление разрушению сплава труб спецами
ЦНИИЧермета разработаны методики моделирования при испытаниях на растяжение
гладких образцов и изгиб образцов с надрезом; оценки влияния одновременного
воздействия напряжений и коррозионной среды на сопротивление разрушению сплава
труб.
обычные механические характеристики фактически не меняются в
процессе эксплуатации, что подтверждают приведенные выше результаты
исследований;
моделирование температурных испытаний показало, что нагрев
металла труб фактически не оказывает влияния на уровень прочностных и
пластических характеристик (табл.6); Из таблицы следует, что нагрев сплава труб
при 130
С в течение 10 часов фактически не оказывает влияния на
уровень прочностных и пластических характеристик.
1-ые 10 циклов нагружений, имитирующих гидроиспытания в течение
5 лет эксплуатации приводят к резкому (практически в 2 раза) понижению пластичности
при изгибе образцов с надрезом и работы разрушения, что в основном, является
следствием уменьшения работы зарождения трещины;
уменьшение работы зарождения трещины в итоге повторяющихся
нагружений с промежным тепловым действием является следствием скопления
локальных микронапряжений в итоге развития действий микродеформации и
деформационного старения.
Было исследовано влияние хим
состава сплава труб на склонность к разрушению в коррозионной среде.
Исследованы эталоны труб из стали 20, стали 17Г1С и стали 13Г1СУ. Приобретенные
результаты свидетельствуют, что сталь 13Г1СУ владеет наиболее высочайшим
сопротивлением разрушению в коррозионной среде, другими словами хим состав стали
оказывает существенное влияние на сопротивление разрушению.
Результаты проведенных исследований
рассмотрены и одобрены на заседании НТС Департамента ТЭХ г. Москвы. Для
повышения надежности эксплуатации трубопроводов тепловых сетей приняты
следующие советы:
1) при проведении гидравлических испытаний в летний
период 2005 г. на определенном предприятии тепловой сети понизить давление до
уровня 20 кгс/см
разработка
составов и технологии производства стали и труб, устойчивых к коррозионным
повреждениям и последствиям действия гидравлических испытаний для
обеспечения роста ресурса труб тепловых сетей;
разработка
методики оценки остаточного ресурса сплава труб тепловой сети для комплексного
прогнозирующего мониторинга.
Внедрение НИР в Департаменте ТЭХ г. Москва дозволит прирастить срок службы
труб теплосети и понизить эксплуатационные расходы на ремонт повреждений при
гидравлических испытаниях.
Наши филиалы: Нижний Новгород / Самара / Омск / Казань / Челябинск / Ростов-на-Дону / Москва /