پديد آورنده :
دهنوي، فرزانه
عنوان :
تجزيه و تحليل و بررسي علل پارگي زود هنگام لوله هاي سوپرهيتر كنوكسيوني ديگ بخار نيروگاه حرارتي
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
شناسايي و انتخاب مواد
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده مواد
صفحه شمار :
سيزده، 89ص.: مصور، جدول، نمودار
يادداشت :
ص. ع. به فارسي و انگليسي
استاد راهنما :
فخرالدين اشرفي زاده، عبدالمجيد اسلامي
توصيفگر ها :
بيش گرمايش , اكسيداسيون حرارتي , فرسايش توسط بخار , گسيختگي خزشي , شبيه سازي المان محدود
استاد داور :
فرهاد شهرياري، عباس بهرامي
تاريخ ورود اطلاعات :
1395/12/02
چكيده فارسي :
چكيده در پژوهش حاضر علل تخريب دو نوع نوع A و نوع B از لولههاي سوپرهيتر كنوكسيوني در يك نيروگاه بخار مورد تحقيق قرارگرفته است درون اين لولهها بخار داغ و بيرون آنها گازهاي داغ حاصل از احتراق جريان دارد و موقعيت آسيب عمدتا در محل خم لولهها و نزديكي آن است پس از بررسيهاي ميداني لولههاي تخريبشده مورد بازرسي چشمي قرار گرفتند در مرحله بعد آزمايشهاي كوانتومتري متالوگرافي آناليز عنصري آناليز فازي و سختيسنجي روي لولههاي كارنكرده شاهد و لولههاي آسيبديده صورت گرفت بهمنظور بررسي اثر تنشهاي مكانيكي در تخريب لوله نع a كه در محل خم دچار آسيب شدهبود توزيع تنش مكانيكي در اين لوله بهكمك نرمافزار Abaqus شبيهسازي شد بر اساس نتايج اين مطالعه آلياژ هر دو نوع لوله در گروه فوالدهاي ساختماني مقاوم در دماي باال قرار ميگيرد اما آلياژ لوله نوع B در ساخت لولههاي سوپرهيتر كاربرد ندارد عالوه براين كمبود موليبدن بهعنوان مهم ترين ركن پايدارسازي حرارتي و مقاومت به خزش در اين آلياژ آن را مستعد تخريب دماي باال ساختهاست براساس ضخامت پوسته اكسيدي سطح داخلي لوله متوسط دماي كاري فلز لوله نوع A حدود 553 C و در مورد لوله نوع B حدود 653 C محاسبه شد اين در حالي است كه بيشينه دماي مجاز براي هر دو فوالد 533 C است بنابراين لوله نوع A دچار بيشگرمايش خفيفي شدهاست عمر 12 ساله لوله نيز اين مطلب را تاييد مينمايد درباره لوله نوع B دماي 653 C از ديدگاه متالورژيكي بسيار باال و عامل بيشگرمايش شديد آن است مدت كوتاه سرويسدهي اين لوله 3 سال كه با اكسيداسيون شديد حرارتي و دگرگوني كامل ريزساختار آن همراه بوده تاييدكننده اين موضوع است محاسبه تنش محيطي وارد بر لولهها با در نظر گرفتن عواملي مانند بيشگرمايش فلز و نازكشدگي د يواره بر اثر فرسايش توسط بخار يا اكسيداسيون حرارتي نشان ميدهد اين تنش از استحكام گسيختگي خزشي آلياژ فراتر رفتهاست بنابراين گسيختگي خزشي پديدهاي مورد انتظار است شبيهسازي توزيع تنشهاي مكانيكي در لوله نوع A با يافتههاي تجربي همخواني دارد و نشان ميدهد در منطقه آسيبديده سطح خارجي لوله پتانسيل باالتري براي آسيبديدگي دارد بنابراين ميتوان گفت بيشگرمايش و فرسايش توسط بخار عوامل اصلي آسيبديدگي لوله نوع A هستند درحاليكه بيشگرمايش شديد و اكسيداسيون حرارتي سبب تخريب لوله نوع B شدهاند تنش مكانيكي بهعنوان مكانيزم جانبي در تخريب لوله نوع A شناخته شد كلمات كليدي سوپرهيتر بيشگرمايش اكسيداسيون حرارتي فرسايش توسط بخار گسيختگي خزشي شبيهسازي المان محدود
چكيده انگليسي :
Title Engineering study and failure analysis on premature rupture of the super heater tubes in a power plant boiler Degree Masters Author F Dehnavi Supervisor F Ashrafizadeh A Eslami Department Materials Engineering Date January 11 2017AbstractIn this study failure investigation was carried out on two types type A and type B ofsecondary superheater tubes of a boiler The steam flows inside the tubes and there is hotflue gas stream outside of them The rupture occured usually at around bend section of thetubes Visual inspection chemical analysis X ray diffractometery optical and scanningelectron microscopy and hardness measurement were employed on both virgin tubes andfailed tubes In order to investigate the possible role of mechanical stress in failure of the type A tube which was ruptured in the bent section distribution of mechanical stress on the tubewas simulated via finite element method Results showed that the steel of both tubes is hightemperature structural steel but the type B tube steel is not suitable for superheater tube Inaddition molybdenum deficiency made it susceptible to creep failure Based on thickness ofthe steam side oxide scale average tube temperature was calculated 550 C for type A tubeand 650 C for type B tube while maximum allowable temperature for both steels is 530 C Therefore type A tube has experienced slight overheating 21 year service time of this tubeconfirms this point In case of the type B tube the temperature of 650 C is obviously highand caused overheating Short service life of 3 years for the mentioned tube along with heavyoxidation and severe material degradation support the occurrence of overheating Calculationof hoop stress considering metal overheating and wall thinning as a result of oxidation anderosion showed that hoop stress exceeded creep rupture strength of the alloy thus creeprupture is expected Simulation outputs of mechanical stress distribution is in accordancewith experimental findings showing higher potential for damage on fireside surface of thefailure region It can be concluded that thermal stress overheating and erosion by steam aremain roots for ruptur of type A tube where as severe overheating and oxidation togetherwith thermal stress caused failure of type B tube Mechanical stress acted as a secondarymechanism in damage of type A tube Key words Superheater Overheating Oxidation Steam erosion Creep rupture Finiteelement simulation
استاد راهنما :
فخرالدين اشرفي زاده، عبدالمجيد اسلامي
استاد داور :
فرهاد شهرياري، عباس بهرامي
