Термических напряжений
от теплового воздействия пожара. Кроме того, необходимо учитывать термические напряжения, возникающие при локальном нестационарном нагреве крыши резервуара как листовой конструкции.
Согласно измерениям и расчетам, термические напряжения существенно (в несколько раз) превышают напряжения от механической нагрузки (от массы дыхательной арматуры) и именно они могут вызвать деформацию и разрушение листовой конструкции уже в начальный период прогрева. Основной мерой защиты такой конструкции в условиях пожара является снижение падающих тепловых потоков, т. е. отвод от них факела пламени.
сварных разнородных соединениях могут образовываться переходные прослойки (мягкие и хрупкие), обусловленные диффузионным перераспределением в них в первую очередь диффузионно-подвижного углерода. Интенсификацию диффузионных процессов вызывают циклические термические напряжения, обусловленные различием температурных коэффициентов линейного расширения аустенитного шва и основного металла. Помимо термических напряжений действуют также напряжения, возникающие вследствие наличия закаленных участков в околошовных зонах.
Термические напряжения Gt, возникающие в трубопроводах, можно подсчитать по формуле:
лЗБССткс, что при длительном Бездействии высокой температуры в сварных разнородных соединениях могут образовываться переходные прослойки (мягкие и хрупкие), обусловленные диффузионным перераспределением в них в первую очередь диффузионно-подвижного углерода. Интенсификацию диффузионных процессов вызывают циклические термические напряжения, обусловленные различием температурных коэффициентов линейного расширения аустенитного шва и основного металла. Помимо термических напряжений действуют также напряжения, возникающие вследствие наличия закаленных участков в околошовных зонах.
В водогрейных котлах также вследствие разных удельных весов нагретая вода поднимается вверх, а более холодная опускается вниз. Таким образом, вода непрерывно движется по внутренней поверхности нагрева, омывает ее, отводит тепло и многократно оборачивается в водяном пространстве котла. При хорошей циркуляции достигается отвод тепла от стенок и уменьшаются термические напряжения и деформации от неравномерного прогрева воды, в результате чего повышаются надежность и безопасность работы котла.
чрезмерное утонение стенки, большая овальность и уплощение трубы при гибке. К эксплуатационным повреждениям относятся дефекты элементов паровых котлов, сосудов, трубопроводов, возникшие в результате нарушения режимов эксплуатации (пуска, оснастки, водного режима и т. п.), действия агрессивной среды (коррозии, эрозии), перегрева металла выше проектной температуры. В ряде элементов парового котла возникают изменяющиеся по времени и повторяющиеся термические напряжения, вызывающие тепловую усталость.
В жестком сварном соединении наружной и внутренней обечаек с плоским утор-ным кольцом при форсировках и резких колебаниях нагрузки возникают термические напряжения. Применение плоских уторных колец было запрещено Госгортох-надзором СССР. Заводы начали выпускать котлы с штампованными уторными кольцами, которые соединяются с наружной и внутренней обечайками стыковыми швами (рис. 5-8). Опасность эксплуатации вертикальных цилиндрических котлов увеличивается при переводе их на сжигание газообразного или жидкого топлива. При работе на твердом топливе тепловые напряжения топочной камеры сравнительно невелики. Уторное кольцо, расположенное ниже колосниковой решетки, находится в зоне низких температур. При сжигании газа или жидкого топлива, которое осуществляется во внешних топках, сооружаемых под котлом, условия работы резко усложняются. Температура в топке и тепловые напряжения топочного объема значительно
Наряду с напряжениями от постоянных нагрузок в стенках элементов котлов могут возникать термические напряжения временного характера, возникающие вследствие перепада температуры по толщине стенки. Эти напряжения имеют место при пуске и остановке котлов, а также при переменных режимах эксплуатации. Перепад температур, а следовательно, и величина термических напряжений тем больше, чем толще стенка и чем выше ее тепловая нагрузка. Поэтому для обогреваемых элементов котлов в нормах введены ограничения по толщине стенки. Для труб регламентированы предельные значения дополнительных напряжений, вызываемых самокомпенсацией температурного расширения, которые имеют в основном характер изгиба. Необходимость ограничения величины указанных напряжений подтверждена проведенными в ЦКТИ исследованиями, которые показали, что в поперечных сварных швах труб, в особенности из аустенитной стали, могут возникать трещины в зоне термического влияния.
При нарушениях режима пуска и останова аккумулятора в металле возникали дополнительные термические напряжения, особенно в первый период подачи пара. В этот момент из-за быстрого прогрева конденсирующимся насыщенным паром разность температур между верхом и низом сосуда могла достигать значительной величины (120—150° С). Соответственно в верхней части сосуда появлялись термические напряжения сжатия, а внизу — напряжения растяжения, В процессе эксплуатации были не исключены также случаи снижения уровня воды ниже места отбора воды насосом или переполнения аккумулятора, что могло вызвать гидравлический удар. Дополнительные термические напряжения, возникавшие в металле в течение ряда лет, вызвали появление трещин в нижнем сварном шве аккумулятора, а развитию и распространению трещин способствовала ремонтная подварка шва, которая производилась дважды с грубыми нарушениями технологического режима сварки.
Температура верхней части стен регенераторов достигает 1220—1270 °С при отоплении коксовым газом и 1150—1200 °С — доменным. Нижняя часть стен регенераторов нагревается соответственно до 230 и 150 °С. Колебания температур поверхности кладки в результате перемены цикла составляют 40—60 °С. Так как изменения температур повторяются весьма часто после каждой кантовки газовых потоков, значительным является и их разрушающее действие на кладку. Разный нагрев стен по высоте обусловливает неодинаковое расширение кладки, в результате чего возникают термические напряжения, приводящие к образованию трещин. Во избежание прососов требуется полная плотность всех швов кладки. Огнеупорный кирпич для кладки стен ре генераторов должен иметь высокую механическую прочность, низкую газопроницаемость, быть термостойким, особенно в зоне подовых каналов.
Материал и размеры трубопроводов выбирают в зависимости от температуры, давления, свойств и количества транспортируемых веществ. Трубопроводы снабжают компенсирующими устройствами для предотвращения деформаций и разрывов вследствие термических напряжений при изменении температуры перемещаемого вещества или окружающей среды. Крепление трубопроводов может быть подвижным и неподвижным.
Несколько научно-исследовательских групп сосредоточили свое внимание на разработке методов расчета вероятных температурных режимов потенциального пожара помещения [29], [212], [298]. Главной целью таких научно-исследовательских работ является установление исходя из задач проектирования термических напряжений, которые будут испытывать элементы конструкций в случае пожара в конкретном пространстве. Полученные таким образом результат могли служить альтернативой существующим строительным нормам и правилам. В работе [298], подготовленной шведскими учеными, был разработан метод расчета требований по огнестойкости, которые были приняты к применению компетентными органами Швеции. В данном разделе рассмотрена та часть модели, которая относится к расчету зависимости температуры при пожаре от времени, второй этап вычислительной процедуры будет рассмотрен в разд. 10.5.
из металла, полученного от разборки старых резервуаров. Усиление лаза в нижней части резервуара было сделано из другого металла (схема в). В момент аварии, происшедшей в феврале 1947 г. при температуре наружного воздуха около —18° С, резервуар был наполнен маслом так, что напряжения в нижнем поясе были ~1330 кГ/см2. Основной причиной аварии оказалась концентрация напряжений в углу лаза и невысокое качество сварных швов. Известны случаи аварий в результате хрупкого разрушения, происшедшие в результате термических напряжений в металле. Цилиндрический резервуар диаметром 36 м и высотой 14,6 м разрушился при включении подогревателя масла. Температура наружного воздуха была 0°С, шел снег и ветер достигал 25 м/сек.
сварных разнородных соединениях могут образовываться переходные прослойки (мягкие и хрупкие), обусловленные диффузионным перераспределением в них в первую очередь диффузионно-подвижного углерода. Интенсификацию диффузионных процессов вызывают циклические термические напряжения, обусловленные различием температурных коэффициентов линейного расширения аустенитного шва и основного металла. Помимо термических напряжений действуют также напряжения, возникающие вследствие наличия закаленных участков в околошовных зонах.
лЗБССткс, что при длительном Бездействии высокой температуры в сварных разнородных соединениях могут образовываться переходные прослойки (мягкие и хрупкие), обусловленные диффузионным перераспределением в них в первую очередь диффузионно-подвижного углерода. Интенсификацию диффузионных процессов вызывают циклические термические напряжения, обусловленные различием температурных коэффициентов линейного расширения аустенитного шва и основного металла. Помимо термических напряжений действуют также напряжения, возникающие вследствие наличия закаленных участков в околошовных зонах.
Более того, в каждом цикле коксования траектория каналов имеет вероятный характер. При расположении каналов вблизи внутренней поверхности оболочки реактора в процессе охлаждения кокса локальные скорости изменения температуры оболочки реактора превышают допустимые значения примерно в 10 раз, что преддопределяет появление значительных термических напряжений, в конечном итоге приводящих к резкому снижению работоспособности реактора.
Более того, в каждом цикле коксования траектория каналов имеет вероятный характер. При расположении каналов вблизи внутренней поверхности оболочки реактора в процессе охлаждения кокса локальные скорости изменения температуры оболочки реактора превышают допустимые значения примерно в 10 раз, что преддопределяет появление значительных термических напряжений, в конечном итоге приводящих к резкому снижению работоспособности реактора.
Зарубежный опыт эксплуатации АЭС, на которых в качестве теплоносителя применяется натрий, показывает, что утечки натрия обычно наблюдаются в местах сварных швов, тонких деталях (сильфонах, диафрагмах) и различных фланцевых соединениях, где под влиянием термических напряжений, механических и других воздействий возможно образование трещин, щелей или обрывов трубопроводов.
При работе с натриевым теплоносителем имеют место течи натрия с последующим возгоранием в основном по двум причинам: из-за недостаточного опыта обслуживающего персонала при работе с натрием и недостаточной надежности применяемого оборудования и приборов. Утечки натрия обычно наблюдаются в местах сварных швов, тон« ких деталях (сильфонах, диафрагмах) и различных фланцевых соединениях, где под влиянием термических напряжений, механических и других воздействий возможно образование трещин, щелей или обрывов трубопроводов. Типичные случаи разгерметизации контура натрия и причины, их вызывающие, применительно к экспериментальным стендам представлены в табл. 4.1.
Трещины могут также образоваться в месте отгиба листов топки локомобильных котлов вследствие термических напряжений.
К особым видам коррозии паровых котлов относятся межкристаллитная («каустическая хрупкость») и транс-кристаллитная («коррозионная усталость»). Происходящие при этом коррозионные явления весьма сложны и являются результатом как электрохимических, так и значительных знакопеременных термических напряжений в металле. Следствием коррозионных процессов являются главным образом трещины в металле котла, причем иногда весьма малозаметные, так называемые «волосные». Их обнаруживают в развальцованных концах кипятильных и экранных труб, в котельных барабанах, чаще в области заклепочных швов и в заклепках, в местах приклепки опускных труб, камер, штуцеров и в других элементах, часто малодоступных для осмотра.
 Читайте далее:
 Трубопровода определяется
Технических коридорах
Токсичных промышленных
Токсичными свойствами
Токсичное воздействие
Технических мероприятий направленных
Токсикология пестицидов
Тонкослойная хроматография
Торцовыми уплотнениями
Технических обследований
Тормозного устройства
Трубопроводов ацетилена
Трансформатора напряжения
Технических параметров
Трансформаторов установленных
|
