Kazánok
2., javított kiadás
7.4. Döntés a cseréről, selejtezésről
-
Elgőzölögtető csöveknél:
-
Elégtelen cirkuláció miatti túlhevülés ((2.76) képlet, 3.3.4. fejezet, 3.3.5. fejezet, 3.3.6. fejezet, 3.3.7. fejezet).
-
Nagy hőterhelés-egyenlőtlenség (szúróláng) hatására bekövetkező túlhevülés.
-
Rossz vizelőkészítés, kondicionálás, vegyszerbetörés, konzerválás következtében korrózió, elridegedés (4.7. fejezet).
-
Fésűs lemezekből, bandázs-felfüggesztésekből, sarokcsatlakozásokból adódó járulékos terhelések hatására bekövetkező kis ciklusú kifáradás, elridegedés (7.2.3.1. fejezet).
-
Rossz csőhajlítás miatti, nagy ovalitásból (7.47. ábra) adódó repedés.
-
Kényszerátáramlású kazánoknál a magnetitréteg vastagodása, esetleges leválása (4.2. fejezet).
-
Hulladék-, biomassza-tüzelésű kazánoknál külső korrózió miatti falelvékonyodás, felszakadás (6.3.3. fejezet).
-
-
Túlhevítő csöveknél:
-
Áramlási, fűtési egyenlőtlenségből adódó túlhevülés (2.2.2.6. fejezet).
-
Kopásból adódó elvékonyodás, felszakadás (6.3.2. fejezet).
-
Külső korrózió miatti falelvékonyodás, felszakadás (6.3.3. fejezet).
-
Ausztenites anyagból készült csöveknél vastagabb belső magnetitréteg-képződés, az epitaktikus réteg hősokk hatására történő leválása, a levált rétegek jellemző helyeken bekövetkező tömörödése következtében a csövek eldugulása, túlhevülése (4.7. fejezet).
-
Kúszás hatására bekövetkező elhasználódás (7.1. fejezet).
-
Csövek rezgés miatti fáradásos repedése (6.1. fejezet).
-
-
Tápvíz-előmelegítő csöveknél:
-
Kopásból adódó elvékonyodás, felszakadás (6.3.2. fejezet).
-
Külső korrózió miatti falelvékonyodás, felszakadás (6.3.3. fejezet).
-
Hegesztési tömörtelenségből adódó erózió [7.141].
-
-
Kazándoboknál:
-
Kis ciklusú kifáradás (7.2.2.3. fejezet) következtében az alsó alkotókon csatlakozó csőcsonkok belső peremén hosszirányú repedések megjelenése (7.79. ábra).
-
Régebbi kazándoboknál lemezbe zárt salakzárványok, hegesztési varrathibákból adódó repedések (például [7.184]).
-
-
Túlhevítő kamráknál:
-
Kúszás hatására bekövetkező elhasználódás (7.1. fejezet).
-
Repedések furatperemeken, csonkvarratoknál.
-
-
Gőzvezetékeknél:
-
Kúszás hatására bekövetkező elhasználódás (7.1. fejezet).
-
Belső erózió a befecskendező helyek utáni szakaszokon.
-
Merev megfogásból adódó kis ciklusú kifáradás.
-
Hegesztési hibákból adódó repedések körvarratoknál.
-
-
Szerelvényeknél:
-
Hegesztési hibákból adódó repedések körvarratoknál.
-
-
Tervszerű megelőző karbantartás. A berendezéseket a gyártók által javasolt vagy az üzemi tapasztalatok alapján megállapított időpontokban leállítják, és a gyártók által javasolt, illetve az üzemi tapasztalatok alapján szükségesnek vélt javításokat az esetleges meghibásodások, kiesések megelőzésére elvégzik. Szokásos időütemezés, karbantartástípus lignittüzelésű kazánoknál például [7.186]: 6 évenként nagyjavítás, 3 évenként közepes javítás, évente kisjavítás, erőműveknél, ipari üzemeknél évente több hétvégi javítás volt. Alapstratégiaként ma már csak kisebb teljesítményű, állapotellenőrző rendszerekkel, illetve a szükséges képzettséggel, tapasztalatokkal nem rendelkező üzemvezetés által irányított berendezéseknél alkalmazzák. Kényszerűen, a karbantartási háttér szűkössége (a rendelkezésre álló kapacitásokat előre, ütemezetten le kell kötni) esetén is sor kerülhet alkalmazására. Nagy rendelkezésre állást biztosít, de drága.
-
Állapotfüggő karbantartás. A berendezések felülvizsgálatára a folyamatellenőrzés (esetleg gyártó vagy erre specializálódott szakcég által végzett távfelügyelet) alapján indokoltnak tűnő időpontokban, körben kerül sor. A javítások terjedelmét a felülvizsgálatok (a berendezés állapotáról rendelkezésre álló ismeretek) alapján határozzák meg. Gyakran kockázatelemzéssel is kiegészül, amikor a felülvizsgálatok eredményei alapján a várható üzemi események bekövetkezési valószínűségét is mérlegelik a javítások mértékének megállapításához. Bizonyos nem vagy nem kellő biztonsággal ellenőrizhető, kritikus szerkezeti elemeknél (például mérőműszerek, biztonsági jeladók stb.), vagy redundáns szerkezeti elemeknél (amelyek meghibásodása a fő berendezés rendelkezésre állására, biztonságára nincs hatással és következménykárokkal nem kell számolni) továbbra is a tervszerű megelőző karbantartást kell alkalmazni, jóllehet az élettartam kihasználása ez esetben csak 60–80% [7.185]. A javításokra az állapotfüggő karbantartásnál is a meghibásodások, kiesések, illetve veszélyes üzemállapotok bekövetkezése előtt kerül sor, ugyanakkor a kihasználás elérheti a 80–95%-ot. Jelenleg nagyobb berendezéseknél ez tekinthető az általános gyakorlatnak. Előfeltétele a kritikus szerkezeti elemek megbízható kiválasztása, ezek gyártás, szerelés, üzem alatti gondos ellenőrzése, felügyelete és az üzemi igénybevételek nyomon követése [7.185].
-
Hibafüggő karbantartás. Felülvizsgálatra, javításra csak üzemi hiba bekövetkezése esetén kerül sor, a meghibásodott alkatrész kihasználása 100 százalék. Élettartamuk végén járó, esetleg keveset üzemelő (kevésbé versenyképes) berendezéseknél alkalmazzák.
-
Amennyiben az eredő kihasználási tényező a 60%, illetve az változó igénybevételek miatti kihasználási tényező az 50% értéket meghaladja, endoszkópos, illetve roncsolásmentes repedéskereső vizsgálatokat (például mágneses repedéskereső vizsgálat, festékdiffúziós vizsgálat, ultrahang-vizsgálat, felületi szövetszerkezeti vizsgálat) kell végezni. A vizsgálatok időközét, terjedelmét az esetleges repedések megjelenéséig, illetve a maradó feltágulás 1%-os értékének eléréséig nem kell megváltoztatni.
-
Az eredő kihasználási tényező 100%-os értékének elérését követően a vizsgálatok terjedelmét meg kell növelni. A vizsgálati időközöket nem kell lerövidíteni, ha nincs repedés, valamint az változó igénybevételek és az üzemidő miatti elhasználódást jellemző miatti kihasználási tényezők 100% alatt vannak.
-
Ferrites acéloknál, 15 évnél fiatalabb berendezések esetén a változó igénybevételek, illetve üzemidő miatti kihasználási tényezők 100 százalékos értékének elérése esetén is el lehet tekinteni a vizsgálati időközök rövidítéstől, amennyiben az elvégzett hibakereső vizsgálatok alapján a károsodás tényleges mértéke és a következő rendes felülvizsgálatig tervezett üzemmenet azt lehetővé teszi.
-
ridegtörés nem észlelt repedés következtében,
-
kúszás következtében bekövetkező repedés és kis ciklusú kifáradás következtében bekövetkező repedés vagy kúszás és kis ciklusú kifáradás együttes hatása következtében bekövetkező repedés,
-
repedéskinyílás ciklikus terhelés, hősokk hatására.
|
Vizsgálati módszerek
|
Alkalmazási lehetőségek
|
|
Endoszkópia
|
A kamrák, befecskendezési helyek csőcsatlakozások belső tereinek megtekintése.
|
|
Helyszíni anyagvizsgálat
|
Keménységmérés, metallográfiai, szövetszerkezeti vizsgálat.
|
|
Vizuális vizsgálat
|
Erózió, korrózió, kopás ellenőrzése.
|
|
Felületi repedéskereső vizsgálatok
|
Mágneses repedéskeresés, illetve festékbehatolási (festékdiffúziós) vizsgálat, többek között varratokon, a makrorepedések, repedésnyomok, illetve az öregedés kimutatására.
|
|
Térfogati vizsgálatok
|
Ultrahang-, röntgen-, örvényáram-vizsgálatok varratok, gyártási, szerelési hibák helyének, mértékének, illetve kifáradási nyomok megállapítására.
|
|
Innovatív eljárások [7.201]
|
Ultrahangos laminográfia az anyagszerkezet homogenitásának mérésére, öregedésének megítélésére [7.191], [7.192].
Átvilágító radiográfia repedések megállapítására.
Kúszási alakváltozás mérése nyúlásmérő bélyegekkel.
|
|
Eljárás
|
Repedés
|
Megjegyzés
|
||
|
Szélessége (mm)
|
Hossza (mm)
|
Mélysége (mm)
|
||
|
Szemrevételezés
|
0 ,1 |
2 ,0 |
|
Felület előkészítettségétől, optikai segédeszközöktől függően
|
|
Festékdiffúziós vizsgálat
|
0 ,01 |
1 ,0 |
0 ,1 |
Felület előkészítettségétől függően
|
|
Mágneses (reszelékes) repedéskereső vizsgálat
|
0 ,01 |
0 ,5 |
0 ,1 |
Csak mágnesezhető anyagoknál, mágnesezéstől, megvilágítástól függően
|
|
Mágneses (indukciós) repedéskereső vizsgálat
|
0 ,01 |
1 ,0 |
0 ,1 |
|
|
Ultrahangvizsgálat
|
0 ,01 |
2 ,0 |
0 ,2 |
Visszaverődési feltételektől függően
|
|
Röntgenvizsgálat
|
0 ,03 |
5 ,0 |
0 ,3 |
Anyagvastagságtól függően
|
-
A vizsgálatok körének, mélységének bővítésével gondosan ellenőrizni kell, hogy nincsenek-e további, esetleg a felületre ki nem futó repedések.
-
A lehető legjobban meg kell állapítani a repedés(ek) méretét.
-
Kisebb méretű repedések esetén, az anyag tényleges állapotának ismeretében, számításokkal ellenőrizni kell, hogy a repedések kimunkálhatók-e − az akár csökkentett paraméterekkel történő – tovább üzemeltetés érdekében. A számításokat véges elemes módszerrel, egyszerűbb esetekben a gyengítések számításánál alkalmazott terhelés-teherbírás összehasonlító eljárással ((7.37) képlet alapján) lehet elvégezni. A szerkezeti anyag tényleges állapotának, szilárdsági jellemzőinek megismerése érdekében, szükség szerint, anyagmintát kell kivenni a repedéssel érintett lemezből. A használt anyagokon végzett vizsgálatokból nyert eredmények felhasználásánál óvatosan, az üzemeltetők, gyártók által szerzett tapasztalatok figyelembevételével kell eljárni [7.208]. Az elemzések megbízható elvégzésének előfeltétele a szerkezeti, gyártási, szerelési alapadatok, üzemi, karbantartási, korábbi felülvizsgálati adatok megismerése, értékelése. Ezek rendelkezésre állása érdekében minden korábbi dokumentációt meg kell őrizni, minden vizsgálatot, számítást gondosan dokumentálni kell.
-
A feltárt repedéseket ki kell köszörülni. Ennek során gondosan kell eljárni, hogy a köszörülésből adódó hőbevitel hatására ébredő járulékos feszültségek károsító hatása megelőzhető vagy minimális legyen, ne keletkezzenek újabb felületi repedések. A felületfinomság olyan legyen, hogy a megkívánt roncsolásmentes repedéskereső vizsgálatok megbízhatóan elvégezhetők legyenek. Az eltávolítást követően repedéskereső vizsgálatot kell végezni, hogy teljeskörűen megtörtént-e a kimunkálás. Repedés semmi körülmények között sem maradhat vissza. Repedést tartalmazó dobot, csövet nem szabad üzembe venni. Nagyobb méretű repedések esetén az eltávolításra marás, gyalulás is alkalmazható. A furatok éleit le kell kerekíteni.
-
Szükség esetén a dob vagy más szerkezeti elem cseréjének előkészítéséig a berendezést nagyobb mértékben gyengített keresztmetszettel, kellően csökkentett (a [7.184] közleményben ismertetett esetben például 133 bar helyett 87 bar) nyomással üzembe lehet venni. Ilyen esetben a repedések eltávolítását követő nyomáspróba során − a repedés eltávolítására kimunkált rész környezetében − indokolt az alakváltozások ellenőrzése nyúlásmérő bélyegekkel mind a belső, mind a külső felületeken.
-
Amennyiben a köszörülés, kimunkálás eredményeként a gyengítés olyan mértékű lesz, hogy a visszamaradó kialakítás az üzemeltetést kockáztatja, és a szerkezeti anyag állapota azt lehetővé teszi, a hibák feltárását, kimunkálást követően az eltávolított anyag feltöltő hegesztéssel történő pótlása is lehetséges. Ehhez megfelelő varratalak kialakítására, a dob előmelegítésére, előmelegített állapotban történő feltöltő hegesztésre, utólagos hőn tartásra, hőkezelésre is szükség van [7.199]. A hegesztéssel történő javításhoz minden esetben indokolt a szállító, és a lemezeket, kovácsdarabokat, csöveket gyártó acélmű bevonása. A javítást követően, az alakváltozás nyúlásmérő bélyegekkel történő ellenőrzésén túlmenően, a nyomáspróba során célszerű a hangemissziós ellenőrzés igénybevétele is. Ezzel észlelhetők és kizárhatók a feltöltés belsejében bekövetkező esetleges mikrorepedések.
-
Minden esetben meg kell állapítani a hiba okát, amely lehet gyártási, szerelési eredetű (elsősorban hegesztési varratoknál, azok átmeneti zónájában), konstrukciós hibából adódó (átmeneti idomoknál, dobbeépítményeknél), vízkezelési, kondicionálási hiányosságból eredő, különleges (túlnyomás, hősokk) vagy gyakran ismétlődő, nagy változó igénybevételt (kis ciklusú kifáradást) előidéző üzemi esemény hatása, esetleg korrózió. A vízelőkészítést, kondicionálást, üzemvitelt úgy kell módosítani, hogy a meghibásodás ismételt bekövetkezése kellő biztonsággal megelőzhető legyen.
-
A [7.184] közleményben bemutatott esetben például a 162 000 órát üzemelt CuNi 47 spezial anyagú kazándobnál az ütőmunka az eredeti érték 20 százalékára csökkent, a korabeli előírások szerint) elvárt 35 J/cm2 ISO-V értéket csak 70 °C-nál érte el.
-
A [7.198] közlemény szerint a 163 000 üzemórát üzemelt 15 NiCuMoNb 5 anyagú kazándob anyagának ütőmunka-értékei 15–20 J-lal kisebbek voltak az eredeti értékeknél, ami az átmeneti hőmérséklet mintegy 40 °C értékű megnövekedését jelentette.
-
Mivel a törésmechanikát megalapozó Pellini javaslatának figyelembevételével az NDT2 + 40 °C hőmérsékletig az anyag csak a folyáshatár 18%-áig vehető igénybe, a kazánformulával számítható átlagos feszültség, a szokásos dobanyagokra, az indítás során a gyengítetlen dobban az 50 N/mm2 értéket, az átmeneti hőmérsékletből kiindulva meghatározott
-
A megnövekedett átmeneti hőmérséklettel rendelkező kazándobokon a hegesztéseket lehetőség szerint kerülni kell. Amennyiben mégis szükség van hegesztésre, csak előmelegítéssel, utólagos hőkezeléssel, megfelelő elektróda- és technológiaválasztással szabad elvégezni, és keménységméréssel, roncsolásmentes hibakereső vizsgálatokkal ellenőrizni kell.
-
A kazándobot csak a vonatkozó szabályzatokban meghatározott minimális ütőmunka-értékhez tartozó átmeneti hőmérséklet felett lehet nyomás (beleértve a próbanyomást is) alá helyezni. A nyomáspróba megkezdése előtt és befejezése után a nagyobb igénybevételnek kitett, illetve kényes helyeken gondos repedéskereső vizsgálatokat kell végezni.
-
azokon nem javítható méretű, kúszás vagy kis ciklusú kifáradás következtében létrejött repedések vannak,
-
a változó igénybevételek, illetve az üzemidő miatti kihasználási tényezők elérték a 100 százalékos értéket, és az előzőekben leírt kiegészítő vizsgálatok ellenére a veszélymentes üzem nem garantálható,
-
az üzembe helyezés óta folyamatosan ellenőrzött szerkezeti elemen lévő mérőhelyen a maradó feltágulás eléri a 2 százalékot,
-
az eredő kihasználási tényező 60 százalékos értékének elérésekor, utólagosan kialakított mérőhelyen a maradó feltágulás eléri az 1 százalékos értéket.
-
azokon üzemi igénybevételekből vagy meghibásodásokból adódóan olyan maradó alakváltozások jöttek létre, amelyek a biztonságos üzemet veszélyeztethetik (például szerkezeti elemek nagyobb mérvű, egyenlőtlen elmozdulása a kazánállványzat deformációja következtében, tűztéri robbanás, csősérülés miatti fal-, cső-, csőköteg-deformáció [7.207], a csövek erózió, korrózió, kifúvás miatti elvékonyodása, feltágulása, elridegedése, nem tisztítható elrakódása stb.)
-
az anyag állapotára, sérülések kiterjedésére vonatkozó felülvizsgálatok nem végezhetők el megbízhatóan,
-
a javítások (különösen hegesztések, kapcsolódó hőkezelések) nem végezhetők el megbízhatóan,
-
a javítás nem eredményezné a rendelkezésre állás elvárt növekedését,
-
a cserének a várható rendelkezésre állás javulásából adódó bevételnövekedéssel csökkentett költsége kisebb a javítás (és a további esetleges meghibásodások) együttes költségénél.
| 1 | A vizsgálni kívánt felületet a szennyeződésektől, oxidrétegtől meg kell tisztítani, azt követően polírozni kell. A pácolt felületre egy kemény alaplapon fekvő, előzetesen oldószerrel nagyon puhává tett műanyagfóliát kell rászorítani, és meg kell várni a fólia kiszáradását, megkeményedését. Lefejtés után a felület negatívja áll rendelkezésre, amely fémmikroszkópon, arannyal való gőzölés után, raszter- elektronmikroszkópon vizsgálható. |
| 2 | NDT: Nil Ductility Temperature, az a hőmérséklet, amelyen a hőmérséklet csökkenésének hatására, a szerkezeti anyagok viselkedésének változása következtében, a szakítószilárdság egyenlő lesz a folyáshatárral. Miután ennek pontos meghatározása csak különböző hőmérsékleteken elvégzett szakítóvizsgálatokkal lehetséges, az energetikai gyakorlatban ehelyett elsősorban az átmeneti hőmérsékletet alkalmazzák. Az átmeneti hőmérséklet − miután önkéntesen megállapított minimális ütőmunka értékhez tartozik − azonban nem azonos az NDT értékével. |
| 3 | Számítógépes tudásbázisok, amelyek alkalmasak a szakértők betáplált tudásbázisát felölelő információk semmit figyelmen kívül nem hagyó feldolgozására, ezzel egy adott témakörben a tudás feladatok megoldására való felhasználására. |
Tartalomjegyzék
- Kazánok
- Impresszum
- Előszó a második kiadáshoz
- Bevezetés
- 1. Kazánok általános jellemzői
- 2. Kazántípusok általános ismerte
- 3. Kétfázisú hőátadás, áramlás fűtött felületen
- 3.1. A gőzképződés alapvető folyamatai [3.1]
- 3.2. Forrás végtelen térben [3.1]
- 3.3. Hőátadás és gőzfejlesztés csőben
- 3.4. A kétfázisú közeg áramlásának alapjai
- 3.1. A gőzképződés alapvető folyamatai [3.1]
- 4. Vízoldali folyamatok, vízelőkészítés, gőztisztaság
- 5. Hőtechnikai számítások
- 6. Füstgázoldali folyamatok, légtechnikai számítások
- 7. Gőzkazánok elemeinek szilárdsági számítása
- 8. A gőzkazánok üzemeltetése
- Függelék
- 1. függelék
- 2. függelék
- 3. függelék
- 4. függelék
- 5. függelék
- Szerkezeti anyagok
- a) Szerkezeti anyagok összetétele
- b) Hagyományos lemezanyagok folyáshatára [7.63]
- c) Növelt szilárdságú lemezanyagok folyáshatára [7.63]
- d) Jellemző dobanyagok tartamszilárdsága [7.63]
- e) Kamrák lemezanyagainak tartamszilárdsága [7.63]
- f) Rozsdamentes lemezanyagok folyáshatára [7.65]
- g) Rozsdamentes lemezanyagok tartamszilárdsága [7.65]
- h) Ötvözetlen, gyengén ötvözött csőanyagok folyáshatára [7.70]
- i) Ötvözetlen, gyengén ötvözött csőanyagok tartamszilárdsága [7.70]
- j) Hagyományos csőanyagok folyáshatára [7.70]
- k) Hagyományos csőanyagok tartamszilárdsága [7.70]
- l) Növelt szilárdságú csőanyagok folyáshatára [7.70]
- m) Növelt szilárdságú csőanyagok tartamszilárdsága [7.70]
- n) Rozsdamentes csőanyagok folyáshatára [7.71]
- o) Rozsdamentes csőanyagok tartamszilárdsága [7.71]
- p) Korszerű anyagok folyáshatára [7.30], [7.74, 7.75, 7.76], [7.79, 7.80], [7.83]
- q) Korszerű anyagok tartamszilárdsága [7.25], [7.74, 7.75], [7.79, 7.80, 7.81, 7.82, 7.83]
- a) Szerkezeti anyagok összetétele
- Szerkezeti anyagok
- Irodalom
Kiadó: Akadémiai Kiadó
Online megjelenés éve: 2020
ISBN: 978 963 454 492 0
Háztartásokban, ipari üzemekben, erőművekben széleskörűen alkalmaznak tüzelőanyag elégetésével vagy más módon bevezetett hőmennyiség hőhordozó közeggel történő hasznosítására szolgáló berendezéseket: kazánokat. A könyv ezek tervezésének, üzemeltetésének, vizsgálatának szerteágazó konstrukciós, hőtechnikai, áramlástani, szilárdságtani, vegyészeti és más ismereteit foglalja össze, az egyetemi oktatásban és a gyakorlati életben is hasznosítható módon. Az elméletet élő gyakorlattal ötvözve elsősorban erőműi, ipari, távhőszolgáltató kazánokkal foglalkozik, de a folyamatokra, szerkezeti kialakításra, gyakorlati viselkedésre vonatkozó utalások kisebb berendezéseknél is alkalmazhatók.
Hivatkozás: https://mersz.hu/gerse-kazanok//
BibTeXEndNoteMendeleyZotero