Posuzování životnosti svarových spojů VT parovodů z martenzitických ocelí v podmínkách creepového poškozování

Abstract

Při posuzování životnosti energetických zařízení jsou kontrolovány nejexponovanější místa, kterými jsou v případě vysokotlakých parovodů např. svarové spoje, ohyby a tvarovky. Disertační práce se zabývá hodnocením životnosti parovodních systémů z hlediska výzkumu mikrostrukturní degradace a degradace mechanických vlastností orbitálních svarových spojů do úzkého úkosu 9% Cr martenzitických ocelí P91 a P92. Orbitální svařování do úzkého úkosu je nově využívanou technologií v oblasti svařování nejen VT parovodů energetických celků. Jedná se o vysoce produktivní a efektivní metodu svařování, která vede ke zvýšení produktivity, kvality a opakovatelnosti procesu svařování. Tato metoda nahrazuje původní metodu ručního svařování obalenou elektrodou do klasického úkosu. Degradovaných stavů svarových spojů bylo dosaženo izotermickým laboratorním žíháním bez napětí při 650, 675 a 700 °C po dobu až 30 000 h a pomocí creepových zkoušek při 600 a 650 °C. Mikrostrukturní degradace jednotlivých oblastí svarů (ZM, TOO, SK) byla popsána pomocí různých experimentálních metod (LM, SEM, TEM, EDS). Pro hodnocení degradace mechanických vlastností bylo využito měření tvrdosti, zkoušek rázem v ohybu a zkoušky tahem klasických a miniaturizovaných těles. Disertační práce popisuje vliv technologie orbitálního svařování na změny mikrostrukturních, mechanických a creepových vlastností v průběhu degradace. Na základě získaných výsledků je pak usuzováno na možnosti prodloužení projektované životnosti vysoko parametrických bloků elektráren.

When assessing the service life of power plants, the most exposed places are inspected, which in the case of high-pressure steam pipelines are welds and bends. This thesis deals with the evaluation of the residual service life of high-pressure steam pipeline systems from the point of view of the description of the degradation of the microstructure and mechanical properties of orbital welded joints into a narrow bevel of 9% Cr creep resistant steels P91 and P92. Degraded states of welds were achieved by isothermal laboratory annealing without stress at 650, 675 and 700 °C for up to 30,000 h and by creep tests at 600 and 650 °C. Microstructural degradation of individual regions of welds was described by various experimental methods (light microscopy, transmission and scanning electron microscopy with EDS). Hardness measurements, impact tests and tensile tests of classic and miniaturized specimens were used to evaluate the degradation of mechanical properties. The thesis describes the influence of orbital welding technology on changes in microstructural, mechanical and creep properties during degradation. Based on the obtained results is considered for individual possibilities of extending the designed service life.