14 576 21 0085 от 28 11

№ 14. 576. 21. 0085 от 28. 11. 2014 г Федеральная целевая программа «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014— 2020 годы» Приоритетное направление: Энергоэффективность, энергосбережение и ядерная энергетика Программное мероприятие: 1. 2 Проведение прикладных научных исследований для развития отраслей экономики Соглашение № 14. 576. 21. 0085 от 28. 11. 2014 г на период 2014 - 2016 гг. Тема: Разработка методов оценки технического состояния и повышения эксплуатационной надежности котлов ТЭС на основе исследования влияния режимов их эксплуатации на эволюцию структурных превращений в металле пароперегревателей из аустенитных сталей Руководитель проекта: Директор по научной работе, д. т. н. Гринь Евгений Алексеевич Получатель субсидии Открытое акционерное общество "Всероссийский дважды ордена Трудового Красного Знамени Теплотехнический научноисследовательский институт" Индустриальный партнер ООО «Безопасность в промышленности» http: //bezopprom. ru/ Один из крупнейших экспертных центров в России. Выполняет весь комплекс работ, направленных на обеспечение норм промышленной безопасности на всех жизненных циклах оборудования: проектирование, строительство, эксплуатация, ремонт, вывод из консервации или утилизация. Финансовая поддержка выполнения исследовательских работ (внебюджетное финансирование) Ожидаемые результаты проекта Реализация разработанной методики оценки технического состояния должна привести к снижению повреждаемости пароперегревателей из аустенитных сталей котлов ТЭС. Цели и задачи проекта Целью реализуемого проекта является повышение эксплуатационной надёжности пароперегревателей из аустенитных сталей котлов ТЭС путем разработки новых методов оценки состояния металла. Задача исследования состояла в разработке методики контроля и оценки технического состояния пароперегревателей из аустенитных сталей котлов ТЭС с помощью магнитного ферритометра. Перспективы практического использования Результаты проведенного исследования будут использованы специализированными организациями проведении технического диагностирования для оценки остаточного ресурса и отбраковки перегретых змеевиков пароперегревателей энергетических котлов, эксплуатируемых на ТЭС. Созда. Методика оценки технического состояния приведет к повышению точности определения остаточного ресурса пароперегревателей из аустенитных сталей котлов ТЭС, снижению их повреждаемости и существенному сокращению эксплуатационных затрат владельцев энергооборудования. Текущие результаты проекта Сталь марки 12 Х 18 Н 12 Т Сталь марки 10 Х 13 Г 12 БС 2 Н 2 Д 2 (ДИ 59) Сталь марки 10 Х 16 Н 16 В 2 МБР (ЭП 184) где k – константа, характеризующая предэкспоненциальный множитель в уравнении Аррениуса, свойства стали и оксида, м 4/(кг·с0, 5); c 0 – концентрация кислорода, кг/м 3; Q – энергия активации диффузии, Дж/моль; R = 8, 314 Дж/(моль·К) – универсальная газовая постоянная; T – абсолютная температура окисления, К; - время окисления, с. Сталь марки 12 Х 18 Н 12 Т Сталь марки 10 Х 13 Г 12 БС 2 Н 2 Д 2 (ДИ 59) Сталь марки 10 Х 16 Н 16 В 2 МБР (ЭП 184) № 14. 576. 21. 0085 от 28. 11. 2014 г 1. С помощью электронно-микроскопического исследования наружной поверхности пароперегревательных труб из аустенитных сталей марки 12 Х 18 Н 12 Т, 10 Х 13 Г 12 БС 2 Н 2 Д 2 и 10 Х 16 Н 16 В 2 МБР после длительной эксплуатации обнаружен измененный слой. Слой в сталях марки 12 Х 18 Н 12 Т и 10 Х 16 Н 16 В 2 МБР обогащён никелем и состоит из фазы типа Fe. Ni 3, слой в стали марки 10 Х 13 Г 12 БС 2 Н 2 Д 2 обогащён железом и состоит из α-Fe (феррита). Обе фазы являются сильными ферромагнетиками в отличие от парамагнитных свойств сталей, из которых изготавливаются пароперегреватели. 2. Проведенные теоретические исследования позволили описать уравнением зависимость содержания ферритной фазы на наружной поверхности образцов от времени и температуры эксплуатации. 3. Проведены испытания сталей марки 12 Х 18 Н 12 Т, 10 Х 13 Г 12 БС 2 Н 2 Д 2 (ДИ 59 ) и 10 Х 16 Н 16 В 2 МБР (ЭП 184) на жаростойкость и жаропрочность для исследования эволюции измененного слоя магнитным ферритометром. Установлено, что содержание ферритной фазы сф зависит от температуры и времени испытаний, влияние напряжения пренебрежимо мало. Результаты экспериментального исследования обобщены и представлены на следующих рисунках. 4. Результаты проведенных экспериментов позволили определить константы в полученном уравнении для сталей 12 Х 18 Н 12 Т, 10 Х 13 Г 12 БС 2 Н 2 Д 2 (ДИ 59 ) и 10 Х 16 Н 16 В 2 МБР (ЭП 184). 5. На основании проведенных исследований, эволюции измененного слоя, разработана методика контроля состояния металла с выявлением тепловой неравномерности и разверенных труб аустенитных пароперегревателей с помощью магнитного ферритометра.