Page 7 - Марков А

5

Сталь 25Х2М1Ф елементів кріплення досліджували після ~21∙104 год
експлуатації та після наступного відновлювального ТО за трьома режимами.
Шпильки вивели з експлуатації через утомні макротріщини, а гайки – через
мікротріщини термічної втоми. Їх твердість перевищила регламентований рівень.
Припустивши, що тиск і температура у ЦВТ змінювалися за лінійним законом (від
24 МПа і 540°С на його вході до 6,2 МПа і 360°С на виході) прийняли, що вилучені
елементи експлуатувалися за тиску ~10 МПа і температури ~450°С.

Взяті для досліджень ділянки парогонів демонтували, оскільки на їх зовнішніх
поверхнях (у СЗ товстостінного та РЗ тонкостінного) гинів виявили поверхневі
тріщини після ~13,3∙104 і 25,6∙104 год експлуатації з 817 і 1560 зупинками блоків
відповідно. Їх параметри експлуатації: тиск пари 14 МПа за температури 540ºС
(товстостінний парогін) та 565 оС впродовж перших 2∙104 год та 540 оС в
подальшому (тонкостінний). Зовнішній діаметр труб на ПД товстостінного парогону
становив 273 мм за товщини стінки 36 мм, а тонкостінного – 133 та 17 мм
відповідно. Кути загинання гинів 90 і 120о, а радіуси кривизни 1,0 і 0,6 м,
відповідно. Після експлуатації товщина стінки труб в діаметральних їх перерізах
становила 39,5 і 18 мм у СЗ та 33 і 14 мм у РЗ обох гинів, відповідно.

Технічний стан експлуатованих сталей оцінювали за: твердістю НВ; міцністю
та пластичністю за одновісного розтягу гладких циліндричних зразків (Ø5 мм) на
машині УМЕ-10Т з швидкістю деформування 3,3∙10–4 с–1 на повітрі (у тому числі за
електролітичного наводнювання); ударною в’язкістю KCU (на маятниковому копрі
ИО-5003); статичною і циклічною тріщиностійкістю (ЦТ). Для врахування дії
водневого чинника зразки на розтяг попередньо впродовж 15 хв наводнювали за
густини струму 50 мА/см2 у водному розчині H2SO4 з додаванням 2 г/л тіосечовини,
а тоді розтягували на повітрі до руйнування.

Анізотропію механічних характеристик сталі 12Х1МФ і їх градієнт по
периметру та товщині стінки труб обох гинів оцінювали за результатами випроб
гладких циліндричних зразків на розтяг та зразків Менаже на удар. Випробовували
осьові (L–R) і тангенціальні (С–L) зразки, вирізані з РЗ, СЗ та нейтральної зони (НЗ)
гинів парогонів та їх ПД на різних рівнях по товщині стінки труб.

Характеристики ЦТ металу різних зон гинів визначали за кімнатної
температури на осьових балкових зразках (10×16×160 мм) з радіально орієнтованою
крайовою тріщиною, навантажених консольним згином частотою 10 Гц за асиметрії
циклу R = 0,05. Номінальні da/dN – ΔK та ефективні da/dN – ΔKeff кінетичні діаграми
втомного руйнування (КДВР) будували як залежності швидкості росту втомних
тріщин da/dN від номінального ΔK = Kmax – Kmin та ефективного ΔKeff = Kmax – Kcl
розмахів коефіцієнта інтенсивності напружень (КІН). Рівень КІН Kcl, що
характеризує ступінь закриття тріщини (ЗТ), визначали методом податливості.
Птроіщроигноиві1р0о–1з0ммах/цииКклІНви(знноамчіанлаильзнвиідйпΔовKіtдhнтиахеКфДекВтРи.вний ΔKth eff) за швидкості росту

Статичну тріщиностійкість JІс сталі 12Х1МФ визначали методом J-інтеграла.
Осьові та тангенціальні балкові зразки (10×15×75 мм) з радіально орієнтованими
крайовими втомними тріщинами завдовжки а = 7 мм навантажували триточковим
згином з періодичним частковим їх розвантажуванням. Реєстрували діаграму
навантаження сила F – переміщення в точці її прикладання ∆. Поточні значення J-