Title (srp)

Uticaj radne temperature na otpornost na nastanak i rast prslina niskougljeničnog mikrolegiranog čelika za termoenergetska postrojenja : doktorska disertacija

Author

Zečević, Bojana, 1989-

Contributor

Burzić, Zijah, 1958-
Milović, Ljubica, 1965-
Grbović, Aleksandar, 1970-
Putić, Slaviša, 1960-
Međo, Bojan, 1978-

Description (eng)

Purpose of engineering design is to construct structures to efficiently, safely and economically fulfillthe estimated purposes in exploitation. To achieve this, the engineer starts from the assumed loadsand operating conditions, calculates the stressesin the load-carrying structure elements’ and comparesthem with the allowable stresses for type of damage that may occur. If the designed loads are lessthan or equal to the loads acting during operation, the structure’s life will depend on the materials’selection whose quality and properties should correspond to the function of the structure,manufacturing technology and welding technology and performance.Steam pipes belong to highly responsible constructions that are exposed to creep during their servicelife. The basic property of steel for steam lines is creep resistance in the expected service life.The subject of research of this dissertation was to collect data on the effect of operating temperatureon the mechanical and structural properties of low carbon microalloyed steel for elevated temperatureservice, which will be used to assess the life of components of thermal power plants. The materialwas analyzed by testing specimens made of virgin, unused material at two temperatures, ambienttemperature and operating temperature of 540 ℃, under static and dynamic loading conditions.The main goal of the research was to determine the resistance of the analyzed material to crackinitiation and its fracture resistance. The results of experimental research also helped us to understandthe crack behavior at operating temperature.In addition to the experimental analysis, a numerical simulation of specimens’ behavior under staticand dynamic loading was performed. The numerical calculation was done by the finite elementmethod (FEM) in the ANSYS software package. The simulations were based on experimentallydetermined values of the J-integral as well as on the values of the Paris law coefficients. Goodagreement with the experimental results was shown, which verified the application of FEM for theconsidered load cases.The obtained test results give a practical contribution to the assessment of the operating temperatureeffect on the behavior of the tested material exposed to static and dynamic loading, in order to assessthe integrity and the remaining life of the construction. Guidelines for extending the service life ofprocess equipment made of steel for elevated temperatures operation are also given.

Description (srp)

Svrha inženjerskog projektovanja je da konstrukcije budu izrađene tako da efikasno, sigurno iekonomično ispunjavaju predviđene eksploatacione funkcije. Da bi se to postiglo, inženjer polazi odpretpostavljenih radnih opterećenja i eksploatacionih uslova, izračunava napone u nosećimelementima konstrukcije i upoređuje ih sa dozvoljenim naponima za odgovarajući oblik oštećenjakoji može da se pojavi. Ukoliko su projektovana opterećenja manja ili jednaka opterećenjima u tokurada, vek konstrukcije će zavisiti od izbora materijala čiji kvalitet i osobine treba da odgovarajunameni konstrukcije, tehnologiji proizvodnje i tehnologiji i izvođenju zavarivanja.Parovodi pripadaju visoko odgovornim konstrukcijama koje su tokom radnog veka izložene puzanju.Osnovno svojstvo čelika za parovode je otpornost na lom puzanjem u predviđenom radnom veku.Predmet istraživanja ove disertacije je bio da se prikupe podaci o uticaju radne temperature namehaničke i strukturne osobine niskougljeničnog mikrolegiranog čelika za rad na povišenimtemperaturama, koji će poslužiti za ocenu veka komponenata termoenergetskih postrojenja. Materijalje analiziran ispitivanjem uzoraka izrađenih od novog, nekorišćenog materijala na dve temperature,temperaturi okoline i radnoj temperaturi od 540 ℃, pri delovanju statičkog i dinamičkog opterećenja.Glavni cilj istraživanja je bio da se odredi otpornost analiziranog materijala prema nastanku prslina ilomu. Rezultati eksperimentalnih istraživanja su nam takođe pružili i sliku o ponašanju prsline naradnoj temperaturi.Pored eksperimentalne analize urađena je i numerička simulacija ponašanja epruveta pri statičkom idinamičkom opterećenju. Numerički proračun je rađen metodom konačnih elemenata (MKE) usoftverskom paketu ANSYS. Simulacije su bile zasnovane na eksperimentalno određenimvrednostima J-integrala kao i na vrednostima koeficijenata iz Parisove jednačine. Pokazano je dobroslaganje sa eksperimentalnim rezultatima, čime je verifikovana primena MKE za razmatraneslučajeve opterećenja.Dobijenim rezultatima ispitivanja dat je praktičan doprinos oceni uticaja radne temperature naponašanje ispitivanog materijala u uslovima statičkog i dinamičkog opterećenja, a u cilju proceneintegriteta i preostalog veka konstrukcije. Takođe su date i smernice za produženje radnog vekaprocesne opreme izrađene od čelika za rad na povišenim temperaturama.

Description (srp)

Tehnološko inženjerstvo - Inženjerstvo materijala, Mehanika loma Datum odbrane: 10.06.2022.

Object languages

Serbian

Date

2022

Rights

Creative Commons License
This work is licensed under a
CC BY-ND 3.0 AT - Creative Commons Attribution-NoDerivs 3.0 Austria License.

http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/at/legalcode

Subject

OSNO - Opšta sistematizacija naučnih oblasti, Ispitivanje materijala. Inženjerstvo materijala

: steam lines, fracture mechanics, FEM, structural integrity, operating life

OSNO - Opšta sistematizacija naučnih oblasti, Ispitivanje materijala. Inženjerstvo materijala

parovodi, mehanika loma, metoda konačnih elemenata, integritet konstrukcija, radni vek