WSTĘP OBRÓBKA CIEPLNA KORPUSÓW TURBIN PAROWYCH PRZEPROWADZANA JEST W FAZIE PRODUKCJI ORAZ, JEŚLI ISTNIEJE TAKA POTRZEBA, PODCZAS REMONTU

Transkrypt

1 TurboCare Sp. z o.o. Problemy obróbki cieplnej korpusów turbin parowych Jerzy Laska

2 WSTĘP OBRÓBKA CIEPLNA KORPUSÓW TURBIN PAROWYCH PRZEPROWADZANA JEST W FAZIE PRODUKCJI ORAZ, JEŚLI ISTNIEJE TAKA POTRZEBA, PODCZAS REMONTU Z TYTUŁU REFERATU NIE NALEŻY WNIOSKOWAĆ, ŻE Z OBRÓBKĄ CIEPLNĄ MAMY PROBLEMY. JEŚLI KIEDYŚ BYŁY, TO NATURY TECHNICZNEJ LUB EKONOMICZNEJ. ZOSTAŁY ONE DAWNO POKONANE I MAMY SPORE DOŚWIADCZENIE W OMAWIANYM ZAKRESIE Privileged & Confidential Page 2

3 WSTĘP OBRÓBKA CIEPLNA TO W OGÓLNOŚCI 1 - PODGRZANIE ELEMENTU DO OKREŚLONEJ TEMPERATURY 2 - WYTRZYMANIE W TEJ TEMPERATURZE 3 - CHŁODZENIE DO TEMPERATURY OTOCZENIA DOBÓR SZCZEGÓŁÓW CZYLI KOLEJNYCH PARAMETRÓW PROCESU OBRÓBKI CIEPLNEJ ZAWIERA SIĘ W: - SZYBKOŚCI PODGRZEWANIA - TEMPERATURZE NAGRZANIA - CZASU WYTRZYMANIA W TEJ TEMPERATURZE - SZYBKOŚCI CHŁODZENIA Z CZEGO WYNIKA KONIECZNOŚĆ DOKŁADNYCH POMIARÓW TEMPERATURY Privileged & Confidential Page 3

4 WSTĘP Privileged & Confidential Page 4

5 OBRÓBKA CIEPLNA NIEODŁĄCZNYMI ETAPAMI OBRÓBKI CIEPLEJ SĄ: - OCENA STANU DETALU PRZED OBRÓBKĄ CIEPLNĄ (NDT, POMIARY TWARDOŚCI ORAZ CZĘSTO BADANIA NISZCZĄCE ZWIĄZANE Z POBRANIEM PRÓBEK) - OCENA STANU DETALU PO OBRÓBCE CIEPLNEJ CZYLI SPRAWDZENIE EFEKTÓW TEJ OBRÓBKI (NDT, POMIARY TWARDOŚCI ORAZ CZĘSTO BADANIA NISZCZĄCE ZWIĄZANE Z POBRANIEM PRÓBEK) - CZĘSTO ODCINKI MATERIAŁU POBIERA SIĘ PRZED OC I SĄ ONE OBRABIANE CIEPLNIE RAZEM Z DETALEM (MIEJSCA POBRANIA MATERIAŁU SĄ ZASPAWYWANE) Privileged & Confidential Page 5

6 OBRÓBKA CIEPLNA KORPUSÓW Privileged & Confidential Page 6

7 OBRÓBKA CIEPLNA KORPUSÓW W OGÓLNOŚCI PODCZAS REMONTU KORPUSÓW WYKONUJE SIĘ NA OGÓŁ JEDNĄ LUB KILKA Z NIŻEJ WYMIENIONYCH RODZAJÓW OBRÓBKI CIEPLNEJ: 1 - ODPRĘŻANIE PRZED PRACAMI SPAWALNICZYMI 2 - PODGRZEWANIE DO SPAWANIA (NAPAWANIA) 3 - OC PO SPAWANIU (ODPRĘŻANIE, ODPUSZCZANIE) 4 - REWITALIZACJA KORPUSÓW TURBIN (I ZAWORÓW) Privileged & Confidential Page 7

8 1 - ODPRĘŻANIE PRZED PRACAMI SPAWALNICZYMI - PRZED SPAWANIEM SPRAWDZA SIĘ METODĄ MAGNETYCZNEJ PAMIĘCI METALU STAN NAPRĘŻEŃ WŁASNYCH (ISTNIENIE EWENTUALNYCH STREF KONCENTRACJI NAPRĘŻEŃ) - JEŚLI ISTNIEJĄ STREFY O ZNACZNEJ KONCENTRACJI NAPRĘŻEŃ TO PRZEPROWADZA SIĘ ODPRĘŻANIE. OBRÓBKA TA OBEJMUJE CAŁY DETAL (PRZY BRAKU TAKICH STREF LUB NIEWIELKIEJ KONCENTRACJI NAPRĘŻEŃ MOŻNA PRZYSTĄPIĆ DO NAPRAW SPAWALNICZYCH) - PO ODPRĘŻANIU PONOWNIE SPRAWDZA SIĘ STAN NAPRĘŻEŃ Privileged & Confidential Page 8

9 1 - ODPRĘŻANIE PRZED PRACAMI SPAWALNICZYMI Privileged & Confidential Page 9

10 1 - ODPRĘŻANIE PRZED PRACAMI SPAWALNICZYMI Privileged & Confidential Page 10

11 2 - PODGRZEWANIE DO SPAWANIA (NAPAWANIA) JEŚLI TECHNOLOGIA PRAC SPAWALNICZYCH WYMAGA WSTĘPNEGO PODGRZANIA TO ZALEŻNIE OD KONKRETNEJ SYTUACJI WYKORZYSTUJE SIĘ DO LOKALNEGO PODGRZANIA: - PALNIKI GAZOWE - PODGRZEWANIE INDUKCYJNE - MATY OPOROWE - KOMBINACJĘ WYŻEJ WYMIENIONYCH METOD Privileged & Confidential Page 11

12 2 - PODGRZEWANIE DO SPAWANIA (NAPAWANIA) Privileged & Confidential Page 12

13 3 OBRÓBKA CIEPLNA PO SPAWANIU ZALEŻNIE OD TECHNOLOGII PRAC SPAWALNICZYCH STOSUJE SIĘ : - CHŁODZENIE ZŁĄCZA (NAPOINY) PO ZAIZOLOWANIU - ODPRĘŻANIE - CHŁODZENIE KONTROLOWANE ZŁĄCZA (NAPOINY) Z ZASTOSOWANIEM MAT GRZEWCZYCH LUB PALNIKÓW GAZOWYCH - ODPRĘŻANIE - OBRÓBKĘ CIEPLNĄ Z WYKORZYSTANIEM MAT GRZEWCZYCH LOKALNE ODPRĘŻANIE, ODPUSZCZANIE, NORMALIZOWANIE - OBRÓBKĘ CIEPLNĄ CAŁEGO DETALU ODPRĘŻANIE ORAZ NORMALIZOWANIE LUB REWITALIZACJA Privileged & Confidential Page 13

14 4 - REWITALIZACJA KORPUSÓW TURBIN Przez pojęcie REWITALIZACJI rozumieć należy POPRAWĘ MIKROSTRUKTURY materiału detalu zdegradowanej wcześniejszą eksploatacją w warunkach ogólnie mówiąc pełzania oraz zmęczenia cieplnego ZMIANA MIKROSTRUKTURY SKUTKUJE ZMIANĄ (ZWIĘKSZENIEM, POPRAWĄ) WŁASNOŚCI MECHANICZNYCH MATERIAŁU Privileged & Confidential Page 14

15 STAN POEKSPLOATACYJNY (PRZED AKTUALNYM REMONTEM) NA STAN POEKSPLOATACYJNY STOPIEŃ ZUŻYCIA MATERIAŁU KORPUSU SKŁADAJĄ SIĘ: - Stan poprodukcyjny - Wyniki poprzednich remontów - Efekty eksploatacyjne Privileged & Confidential Page 15

16 4 - REWITALIZACJA KORPUSÓW TURBIN Wspomniane eksploatacyjne zmiany mikrostruktury a zatem i własności mogą mieć z jednej strony charakter odwracalny i/lub nieodwracalny a z drugiej obejmować całość materiału danego elementu lub występować tylko lokalnie. REWITALIZACJA JEST CELOWA TYLKO WTEDY GDY EKSPLOATACYJNE ZMIANY MIKROSTRUKTURY SĄ ODWRACALNE REWITALIZACJA WYKONYWANA JEST DLA CAŁEGO DETALU (NP. KORPUSU A NIE LOKALNIE DLA FRAGMENTU KORPUSU) Privileged & Confidential Page 16

17 4 - REWITALIZACJA KORPUSÓW TURBIN PRZED PODJĘCIEM DECYZJI O REWITALIZACJI KONIECZNE JEST PRZEPROWADZENIE ODPOWIEDNICH BADAŃ METALOZNAWCZYCH W NIEKTÓRYCH PRZYPADKACH REWITALIZACJA NIE JEST CELOWA Privileged & Confidential Page 17

18 4 - REWITALIZACJA KORPUSÓW TURBIN Privileged & Confidential Page 18

19 4 REWITALIZACJA - WYKRES OBRÓBKI CIEPLNEJ Temp. ~20 0 C Kontrolowane grzanie wygrze wanie Kontrolowane chłodzenie Czas [h] Privileged & Confidential Page 19

20 UDARNOŚĆ W STANIE DOSTARCZENIA Privileged & Confidential Page 20

21 UDARNOŚĆ PO REWITALIZACJI Privileged & Confidential Page 21

22 UDARNOŚĆ PRZED REWITALIZACJĄ 0,63 daj/cm² 2,7 daj/ cm² Privileged & Confidential Page 22

23 UDARNOŚĆ PO REWITALIZACJI 2,8 daj/ cm² 1,9 daj/ cm² 1,7 daj/ cm² 6,0 daj/ cm² Privileged & Confidential Page 23

24 UDARNOŚĆ PO REWITALIZACJI 5,5daJ/ cm² 5,1 daj/ cm² Privileged & Confidential Page 24

25 WTRĄCENIA NIEMETALICZNE Privileged & Confidential Page 25

26 WTRĄCENIA NIEMETALICZNE Privileged & Confidential Page 26

27 WTRĄCENIA NIEMETALICZNE Privileged & Confidential Page 27

28 WTRĄCENIA NIEMETALICZNE Privileged & Confidential Page 28

29 WTRĄCENIA NIEMETALICZNE Privileged & Confidential Page 29

30 MIKROSTRUKTURA PRZED REWITALIZACJĄ 111 Privileged & Confidential Page 30

31 MIKROSTRUKTURA PRZED REWITALIZACJĄ 111 Privileged & Confidential Page 31

32 MIKROSTRUKTURA PO REWITALIZACJI 232 Privileged & Confidential Page 32

33 MIKROSTRUKTURA PO REWITALIZACJI 232 Privileged & Confidential Page 33

34 WYNIKI PRÓBY ROZCIĄGANIA W TEMP. 20 C i 500 C Privileged & Confidential Page 34

35 EFEKTY REWITALIZACJI NAPRAWA KADŁUBÓW, ZWŁASZCZA WYMAGAJĄCYCH POWAŻNIEJSZYCH PRAC SPAWALNICZYCH, POŁĄCZONA Z REWITALIZACJĄ POZWALA NA UZYSKANIE DETALI: POZBAWIONYCH NIECIĄGŁOŚCI (zaspawane) POZBAWIONYCH NAPRĘŻEŃ WŁASNYCH ORAZ O ZWIĘKSZONYCH WYDATNIE WŁASNOŚCIACH MECHANICZNYCH W EFEKCIE MOŻNA ZNACZNIE PRZEDŁUŻYĆ CZAS EKSPLOATACJI POSZCZEGÓLNYCH ELEMENTÓW CZYLI W SUMIE ZWIĘKSZYĆŻYWOTNOŚĆ TURBINY Privileged & Confidential Page 35

36 DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ Dr inż. Jerzy Laska Privileged & Confidential Page 36