Управление сроком безопасной эксплуатации оборудования
Управление сроком безопасной эксплуатации оборудования осуществляется путем расчетного обоснования характеристик режимов эксплуатации, включая водно-химический режим, и других характеристик, входящих в формулы для вычисления предельной наработки до отказа опосредовано при номинальных характеристиках режимов и остаточного ресурса по фактическим сведениям об этих режимах в процессе эксплуатации.
Расчет эффективности того или иного технического мероприятия по критерию приращения ресурса изложен в [21, 22]. Управление сроком безопасной эксплуатации оборудования. Например, из (2.20) следует, что при повышении экспозиция до достижения СHlim будет больше. Следовательно кратность изменения прогнозируемого технического ресурса при изменении значения от pH1до pH2 может быть вычислена по формуле
ktpH ={ exp [q(pH2- pH 1)]}2 (2.33)
Выражение (2.32) можно применить для оценки приращения остаточного ресурса при повышении pHrlt в процессе эксплуатации. Вместе с тем значение pHне следует поддерживать больше определенного значения во избежание перехода металла в область потенциалов перепассивации. Кроме того, при наличии в контуре медь-содержащих конструкционных сплавов нельзя повышатьpHтолько дозировкой аммиака.
На рис. 3 приведена схема равновесия узла кристаллической решетки с деформационно-искаженными связями, на основании рассмотрения которой выведено уравнение (1.4). Это уравнение содержит константу 17,79или в неявном виде - k.
Константаk представляет собой экспоненту, содержащую полный набор всех влияющих фактор-аргументов
__
- ln k = 1/FWMme)22,4*104 Ка (S2а/Sk) [exp [( - Eo / RT ) +s NA q/ RT Ö2 +
_ __ ___ ___ ___
+ (NAqaGbÖ r / RT + NAq (3Ö Va - 3Ö Vg)/ RT 3ÖVa + NAq f(PH)/ RT +
+ jo /RT + (1/4F) ln(PO2 ) + 1,5 ln(CCl-) + (pH )/ F +.....](2.34)
_
где - b -вектор Бюргерса;
- Mme- масса металла, кг;
- 22,4*104 - удельный объем моля водорода, л/г-моль, вместе с коэффици ентом пересчета массы металла в 1ОО-граммовые единицы;
- q - активационный объем;
-Eo - энергия связи недислоцированного атома в кристаллической решетке;
- Va и Vg- объемы металла с различной фазовой структурой;
- jo- константа электрохимического потенциала металла;
- PO2- парциальное давление кислорода в системе;
- CСl-- концентрация хлорид-иона в воде;
- F - число Фарадея.
- f(PH) -функция давления, развиваемого абсорбированным водородом.
- W -доля электролитически генерированного водорода на катодных участках, перешедшего в объем металла;
- Ка – константа процесса анодного растворения металла;
- Sа, Sk –соответственно, суммарные площади анодных и катодных участков поверхности металла, контактирующей с коррозионной средой;
- R -универсальная газовая постоянная;
- T -абсолютная температура;
- s -внешнее напряжение;
- NA –число Авогадро;
- r -плотность дислокаций;
- a -коэффициент
- G - модуль упругости.
Функция (2.34) получена фенменологически. Многоточие в ней означает, что перечень потенциал-образующих компонентов коррозионной среды не ограничивается только кислородом, хлорид-ионом и гидроксонием, а охватывает весь спектр значимых его составляющих.
Представим коэффициет kв виде произведения двух сомножителей, например – первый - kr, включающий в себя только плотность дислокаций r, и второй - k-r - в его состав входят все остальные фактор-аргументы (помимо r)
k = kr k -r (2.35)
_ ___
где - kr = exp (-NAqaGb Ö r / RT)(2.36)
Подставим (2.35) и (2.36) в (1.13)
СH(ti) = k -r [exp (-NAqaGb Ö r / RT)] t 0,5 exp (-q pH)(2.37)
При переходе от эксплуатации металла с плотностью дислокаций r1 к экс-плуатации металла с плотностью дислокаций r2 при неизменных значениях остальных фактор-аргументов эффективный коэффициент изменения техни-ческого ресурса металла ktr рассчитывается по формуле, полученной при решении этой системы двух уравнений типа (2.37), содержащих r1и r2
_ ___ ___
ktr = tr1 / tr 2 = {exp [- NAqaGb (Ör2 - Ö r1)/RT]} 2(2.38)
Аналогично, для эксплуатации металла с напряжениями s1иs2
__ __ __
kts = ts1 / ts2 = {exp [- NAq(Ös2 -Ö s1 )Ö2 /2RT}2(2.37)
Необходимо отметить, что при измененииpH, s и соотношения «пло-щадь поверхности» металла, контактирующая с коррозионной средойSк массе металла Mme, предельное число циклов нагружения Njlim не изменяется. Однако при изменении r, сотношения объемов фазVa/Vg, а также концен-трации примесей по границам зерен металла - изменяется и предельное число циклов Njlim. Это обстоятельство вполне позволяет учитывать структура формулы (2.15).
Если применяются пленкообразующие ингибиторы коррозии, то тем самым при неизменной доле W уменьшается скорость анодного растворения металла, генерации валентных электронов и, как следствие, замедляется катодный процесс с водородной деполяризацией. Этот факт учитывается соответствующим экспериментально получаемым коэффициентом kd.
Строго говоря, есть ряд обстоятельств, которые невозможно учесть теоре-тически на современном этапе. Поэтому рассчитываемые по приведенным уравнениям и их аналогам коэффициенты масштаба времени kt следует подтверждать целевыми экспериментами. Эти эксперименты проводят при строгом соблюдении критериев идентичности, но ускоренными методами. Например, при наводороживании сильным ускоряющим фактором будет уменьшение массы образца при неизменном соотношении S/Mme.
Среди этих критериев - соблюдение строго одинаковых характеристик технологической наследственности металла натурного объекта и образца. Такой подход и специальные методики обработки экспериментальных данных позволят затем перейти к реальному масштабу времени и натурным размерам.
Управление сроком безопасной эксплуатации трубных пучков осуществляется также путем расчетного обоснования и других характеристик, входящих в приведенные уравнения.
Кроме того, путями преодоления преждевременного негативного явления – исчерпания технологического запаса теплообменных трубок до окончания назначенного срока службы парогенератора - являются:
исключение медь-содержащих сплавов из числа конструкционных сплавов II контура (для новых энергоблоков);
1) формирование и поддержание сплошности керамической защитной пленки на стальных поверхностях нагрева ПГВ и ПВД (например, литий - ферритной);
2) очистка питательной воды от соединений меди;
3) снижение концентрации хлорид-иона в воде продувки ПГВ до уровня менее 50 мкг/кг.
4) Снижение скорости выноса медь-аммиачных комплексов.
Дата добавления: 2016-06-02; просмотров: 586;