DD257561A3

DD257561A3 - EQUIPMENT FOR TIME STATE TESTS

Info

Publication number: DD257561A3
Application number: DD28617586A
Authority: DD
Inventors: Gerald Pietschker
Original assignee: Cottbus Energiekombinat
Priority date: 1986-01-14
Filing date: 1986-01-14
Publication date: 1988-06-22

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung fuer Zeitstandversuche an Werkstoffproben zur Ermittlung der Restlebensdauer zeitstandbeanspruchter Bauteile, insbesondere von Waermekraftwerken, mit der eine Dampf- oder Wasserdurchstroemung der Kontrollstrecke analog zur Hauptleitung garantiert und damit eine sichere Uebertragung der Betriebstemperatur auf die Werkstoffproben gewaehrleistet wird, wobei zugleich die Werkstoffproben jederzeit einfach und rasch zugaenglich sind. Hierzu wird eine zylinderfoermige Einrichtung als Kontrollstrecke ausgebildet, deren eine Seite mit einem Verschlussboden und die andere mit einem einfach und rasch loesbarem Blindflansch verschlossen ist. Am Umfang der Einrichtung sind Zu- und Abflussstutzen mit kleiner Nennweite und Doppelarmaturen eingebunden. Ueber diese wird der Einrichtung das entsprechende Pruefmedium von einer dieser fuehrenden Leitung zugefuehrt sowie in einer zweiten Leitung mit geringem Druck, aber aehnlichen Temperaturverhaeltnissen abgeleitet. Die Einrichtung wird einschliesslich des Blindflansches isoliert und kann mit Entlueftung, Entwaesserung und Anzeige ausgeruestet sein. Nach Absperren der Zu- und Ableitungen sowie Oeffnen des Blindflansches sind die Werkstoffproben zugaenglich. FigurThe invention relates to a device for creep tests on material samples for determining the remaining life zeitstandbeanspruchter components, especially of heat engines, with a steam or water flow through the control line analogous to the main guaranteed and thus safe transmission of the operating temperature on the material samples gewaehrleistet, at the same time the material samples easy and quickly accessible at any time. For this purpose, a cylinder-shaped device is designed as a control line, one side of which is closed by a closure bottom and the other by a blind flange which can be loosened easily and quickly. On the periphery of the device inlet and outlet nozzles are integrated with small nominal size and double valves. By way of this, the device is supplied with the corresponding test medium from one of these leading lines and derived in a second line with low pressure, but similar Temperaturverhaeltnissen. The device is isolated including the blind flange and can be equipped with venting, drainage and display. After shutting off the inlets and outlets and opening the blind flange, the material samples are accessible. figure

Description

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung für Zeitstandversuche an Werkstoffproben zur Ermittlung der Restlebensdauer zeitstandbeanspruchter Bauteile wie Rohrleitungen, Sammler und Gehäuse insbesondere von Wärmekraftwerken.The invention relates to a device for creep tests on material samples for determining the remaining life of zeitstandbeanspruchter components such as pipelines, collectors and housings in particular of thermal power plants.

Characteristic of the known technical solutions

Bekanntlich sind Bauteile vor allem in Wärmekraftwerken Betriebsbedingungen ausgesetzt, bei denen neben den Einflüssen der Beanspruchungshöhe die Temperatur einen wesentlichen Einfluß auf die Beanspruchungszeit ausübt. Deshalb werden zum Charakterisieren dieses sogenannten Zeitstandverhaltens Zeitstandversuche zur Ermittlung des Fertigkeitsverhaltens der Werkstoffe bei ruhender Zugbeanspruchung durchgeführt. Die aus den Versuchen ermittelte Zeitstandfestigkeit bei einer bestimmten Temperatur ist die auf den Anfangsquerschnitt der Probe bei Raumtemperatur bezogene ruhende Belastung, die nach Ablauf einer bestimmten Versuchszeit einen Bruch der Probe bewirkt.As is known, components are exposed to operating conditions, especially in thermal power plants, in which, in addition to the influences of the stress level, the temperature exerts a significant influence on the loading time. Therefore, to characterize this so-called creep behavior, creep rupture tests are carried out to determine the performance behavior of the materials under static tensile stress. The creep rupture strength determined from the tests at a certain temperature is the static load related to the initial cross-section of the sample at room temperature, which causes a break of the sample after a certain experimental time has elapsed.

Zeitstandkennwerte, die von Werkstoffen ermittelt werden, welche noch nicht den Betriebsbeanspruchungen ausgesetzt waren, werden für die Auslegung bzw. Konstruktion von Bauteilen verwendet.Creep values obtained from materials that have not yet been exposed to operating stresses are used in the design and construction of components.

Dagegen sind Zeitstandkennwerte, die aus betriebsbeanspruchten Werkstoffen ermittelt werden, Ausgangspunkt für die Bestimmung der Restlebensdauer zeitstandbeanspruchter Bauteile. Es ist bekannt, Versuche zur Bestimmung der Restlebensdauer derartiger Bauteile in Werkstoffprüflabors durchzuführen. In solchen Labors können jedoch die realen Betriebsbedingungen, insbesondere die Betriebstemperatur, trotz erheblicher materiell-technischer Aufwendungen nur unzureichend nachgebildet werden. Die so ermittelten Ergebnisse sind daher nur wenig befriedigend.On the other hand, creep rupture values, which are determined from materials that are used for operation, are the starting point for the determination of the residual service life of components subject to wear and tear. It is known to carry out tests for determining the remaining service life of such components in material testing laboratories. In such laboratories, however, the real operating conditions, in particular the operating temperature, despite insufficient material-technical expenses can be replicated only inadequately. The results thus obtained are therefore not very satisfactory.

Aus diesem Grund wurde bereits vorgeschlagen, Probenhaltevorrichtungen mit den zu untersuchenden Werkstoffproben direkt in das jeweilige Dampf- und/oder Wassersystem einzubauen, um damit eine unmittelbare Berücksichtigung des Einflusses der Betriebstemperatur auf die zeitstandbeanspruchten Werkstoffe zu ermöglichen. Hierzu sind in der DD-PS 126112 die Probeträger in eine mit Entlüftung und Entwässerung versehene absperrbare, an eine Leitung des Wasser- und/oder Dampfsystems einer Kraftwerksanlage geflanschte Rohrleitung angeordnet, wobei die Rohrleitung auch als Bypaß geschaltet werden kann. Mit der DD-PS 157279 wurde ein Probeaufnahmebehälter vorgeschlagen, der zu einem Abschnitt des zu untersuchenden Bauteiles mit vernachiässigbar geringem Rohrquerschnitt parallel und mittels Anschlußflanschen und Absperrarmaturen auswechselbar eingebunden ist.For this reason, it has already been proposed to incorporate sample holding devices with the material samples to be examined directly into the respective steam and / or water system, in order to allow a direct consideration of the influence of the operating temperature on the time-stressed materials. For this purpose, in DD-PS 126112 the sample carriers are arranged in a provided with venting and drainage lockable, flanged to a line of the water and / or steam system of a power plant pipeline, the pipeline can also be switched as a bypass. With the DD-PS 157279 a sample receptacle has been proposed, which is connected to a portion of the component to be examined with vernachiässigbar small pipe cross-section parallel and replaceable by means of connecting flanges and shut-off valves.

Alle diese bekannten Einrichtungen weisen den gemeinsamen Nachteil auf, daß die eingelagerten Probekörper nur nach Demontage der kompletten Kontrollstrecke zugänglich sind. Diese Arbeit ist jedoch zeitaufwendig sowie umständlich und erfordert einen hohen Montageaufwand. Des weiteren erfordert die Parallel- bzw. Bypaßschaltung einen relativ großen Anschlußdurchmesser, um eine Dampfdurchströmung bei gleicher Reaktionsgeschwindigkeit analog dem Hauptstrom und damit eine entsprechend,.· Temperaturnachbildung zu gewährleisten. Hieraus resultiert aber ein erheblicher Materialaufwand. Darüber hinaus ist bei kle :ien Dampfgeschwindigkeiten die analoge Durchströmung Hauptleitung — Parallelleitung aufgrund kleinerer Durchmesser bei gleichen Druckverhältnissen nicht unbedingt gegeben.All these known devices have the common disadvantage that the stored specimens are accessible only after disassembly of the entire control track. However, this work is time-consuming and cumbersome and requires a high assembly cost. Furthermore, the parallel or bypass circuit requires a relatively large connection diameter, in order to ensure a steam flow at the same reaction rate analogous to the main flow and thus a corresponding. · Temperature simulation. However, this results in a significant cost of materials. Moreover, at low vapor velocities, the analogous flow through the main line - parallel line due to smaller diameters at the same pressure ratios is not necessarily given.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist eine Einrichtung für Zeitstandversuche an Werkstoffproben zur Ermittlung der Restlebensdauer zeitstandbeanspruchter Bauteile, insbesondere von Wärmekraftwerken, mit der eine Dampfdurchströmung der Kontrollstrecke analog zur Hauptleitung garantiert und damit eine sichere Übertragung der Betriebstemperatur auf die Werkstoffproben gewährleistet wird, wobei zugleich die Werkstoffproben jederzeit einfach und rasch zugänglich sein sollen. Durch diese unmittelbare Berücksichtigung der Betriebstemperatur im gesamten Verlauf der Versuchsdurchführung kann die Restlebensdauer von Anlagenteilen effektiv ausgenutzt werden.The aim of the invention is a device for creep tests on material samples to determine the residual life zeitstandbeanspruchter components, especially of thermal power plants, with a steam flow through the control line analogous to the main guaranteed and thus safe transmission of the operating temperature is ensured on the material samples, at the same time the material samples at any time easy and should be quickly accessible. This immediate consideration of the operating temperature throughout the course of the experiment, the remaining life of parts of the system can be effectively utilized.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung für Zeitstandversuche an Werkstoffproben zu schaffen, mit der die vorstehend ausführlich dargelegten Nachteile der bekannten technischen Lösungen, insbesondere jedoch die schwierige Zugänglichkeit zu den Werkstoffproben sowie die ungenügende Nachbildung der Betriebstemperatur in der Kontrollstrecke überwunden werden.The invention has for its object to provide a device for creep tests on material samples, with which the above-detailed disadvantages of the known technical solutions, but in particular the difficult accessibility to the material samples and the insufficient replica of the operating temperature in the control track are overcome.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit einer als Kontrollstrecke ausgebildeten.vorzugsweise zylinderförmigen Einrichtung gelöst, die an einem Ende mit einem Boden verschlossen ist und am anderen Ende einen Blindflansch zwecks Einlagerung bzw. Herausnahme der Probekörper aufweist. Des weiteren sind am Umfang der Einrichtung in Bodennähe einerseits sowie in Blindflanschnähe andererseits Zu- und Abflußstutzen eingebunden, die zweckmäßigerweise eine kleine Nennweite besitzen und jeweils Doppelabsperrarmaturen aufweisen. Erfindungsgemäß wird der Dampf oder das Wasser von einer das Betriebsmedium führenden Leitung der an einer gut zugänglichen Stelle in der Nähe der Probenahmestelle bzw. in der Nähe analoger Prüfbedingungen fest installierten Einrichtung zugeführt und von dieser zu einer zweiten Dampf- bzw. Wasserleitung abgeführt, deren Mediumdruck kleiner als der des Prüfmediums ist, wobei aber die Temperatur zweckmäßigerweise gleich sein sollte. Die Kontrollstrecke wird isoliert und dabei wird über den Blindflansch eine Isolierkappe angeordnet. Die Kontrollstrecke kann bei Erfordernis mit Anzeige- bzw. schreibenden Meßgeräten sowie mit Entwässerungen versehen werden. Die Größe der zylinderförmigen Einrichtung wird durch die Größe der aufzunehmenden Prüfkörper bestimmt. Nach Betätigung der Absperrarmaturen sind die Probekörper über den Blindflansch jederzeit einfach und rasch zugänglich.According to the invention, the object is achieved with a control section designed as a preferably cylindrical device which is closed at one end with a bottom and at the other end has a blind flange for the purpose of storage or removal of the test specimen. Furthermore, on the periphery of the device near the ground on the one hand and in Blindflanschnähe on the other hand inlet and outlet nozzles are involved, which advantageously have a small nominal diameter and each have Doppelabsperrarmaturen. According to the invention, the steam or water is fed from a line carrying the operating medium of the permanently installed at a readily accessible location in the vicinity of the sampling point or in the vicinity of analogous test conditions device and discharged from this to a second steam or water pipe whose medium pressure smaller than that of the test medium, but the temperature should be expediently the same. The control section is insulated and an insulating cap is placed over the blind flange. If required, the control section can be provided with display or writing measuring instruments as well as with drainage systems. The size of the cylindrical device is determined by the size of the male test specimen. After actuation of the shut-off valves, the test specimens are always easily and quickly accessible via the blind flange.

embodiment

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Die zugehörige Zeichnung zeigt den prinzipiellen Aufbau der erfindungsgemäßen Einrichtung sowie deren Einbindung in die das Prüfmedium führende Leitung.The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment. The accompanying drawing shows the basic structure of the device according to the invention and their integration in the test medium leading line.

Die als Kontrollstrecke ausgebildete Einrichtung 1 zur Aufnahme der Werkstoffproben besitzt eine Zylinderform und ist in ihrem Inneren mit an sich bekannten Probenhaltervorrichtungen ausgerüstet. Die Einrichtung ist auf einer Seite mit einem Boden 2 und auf der anderen Seite mit einem einfach und rasch lösbarem Blindflansch 3 verschlossen. Die Größe der Einrichtung wird durch die Größe der aufzunehmenden Werkstoffproben bestimmt.Trained as a control line device 1 for receiving the material samples has a cylindrical shape and is equipped in its interior with known sample holder devices. The device is closed on one side with a bottom 2 and on the other side with a simple and rapidly detachable blind flange 3. The size of the device is determined by the size of the material samples to be recorded.

Von der das Prüfmedium führenden Leitung 4 wird der Dampf über eine Anschlußleitung 5 mit Doppelabsperrarmaturen 6 der Einrichtung über einen auf deren Umfang angeordneten Stutzen zugeführt und an der anderen Seite derselben über einen entsprechenden Stutzen und eine Ableitung 7 mit Doppelabsperrarmaturen zu einer Dampfleitung 8 abgeleitet. In dieser herrschen ein kleinerer Druck, aber die annähernd gleiche Temperatur wie in der Leitung 4. Dadurch ist ein kontinuierlicher Dampfstrom bei sicherer Übertragung der Betriebstemperatur über die Werkstoffproben gewährleistet. Die Einrichtung ist einschließlich des Blindflansches isoliert.From the test medium leading line 4, the steam is supplied via a connection line 5 with Doppelabsperrarmaturen 6 of the device via a arranged on the circumference nozzle and derived on the other side thereof via a corresponding nozzle and a drain 7 with Doppelabsperrarmaturen to a steam line 8. In this rule, a smaller pressure, but the approximately the same temperature as in the line 4. This ensures a continuous vapor flow with safe transmission of the operating temperature on the material samples. The device is insulated including the blind flange.

Gegebenenfalls können an der Einrichtung Entlüftung 9, Entwässerung 10 und Anzeige 11 angeordnet werden.Optionally, vent 9, drainage 10 and display 11 can be arranged on the device.

Nach Absperren der Zu- und Ableitungen sind die Werkstoffproben nach Öffnen des Blindflansches jederzeit zugänglich.After shutting off the inlets and outlets, the material samples are accessible at any time after opening the blind flange.

Claims

Means for creep tests on material samples for determining the residual life of zeitstandbeanspruchter components, such as pipelines, collectors and housings, especially of thermal power plants, which is designed as a control path and preferably has the shape of a cylinder whose size is determined by the size of the male specimens, and the one side is closed with a simple and rapidly detachable blind flange and at its periphery in Blindflanschnähe a Zuflußstutzen small nominal diameter, through which the test medium is supplied, characterized in that in the vicinity of the closure bottom (2) of the device arranged a discharge nozzle (7) is having a pipe connection to a line (8) with a smaller medium pressure but approximately the same temperature as in the test medium leading line (4).

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