sc7

Rudy Metale R56 2011 nr 11 UKD 669.015-047.37:621.774: :621.78:539.56:539.385

EDWARD STANISŁAW DZIDOWSKI ADAM DZIDOWSKI

PROCESY WTÓRNEGO KSZTAŁTOWANIA METALI JAKO PRZYCZYNA POGORSZENIA NIEZAWODNOŚCI WYROBÓW HUTNICZYCH PRZEZNACZONYCH DO PRACY W PODWYŻSZONYCH TEMPERATURACH

Wyroby hutnicze przeznaczone do pracy w podwyższonych temperaturach mogą i powinny pracować bezawaryjnie przez ponad 30(40) lat. Z analizy stanu zagadnienia wynika, że ulegają one uszkodzeniom już po kilku latach eksploatacji. Co gorsze, częstość tych uszkodzeń rośnie z upływem czasu i z liczbą prac remontowych. Na ogół są to uszkodzenia, powstające przedwcześnie w pobliżu spawów oraz w elementach giętych na zimno. Uszkodzenia takie wymagają kosztownych prac remontowych i stanowią przyczynę częstych przestojów elektrowni, elektrociepłowni itp. Co gorsze, uszkodzenia takie mogą stanowić przyczynę katastrof technicznych. Dlatego też, zasadniczym celem niniejszej publikacji jest wskazanie przyczyn i metod zapobiegania przedwczesnemu uszkadzaniu wyrobów hutniczych przewidzianych do pracy w podwyższonych temperaturach. Rozważania te zostaną przeprowadzone na przykładzie kolan rurociągów energetycznych. Wykazane zostanie, że odporność tych kolan na pełzanie ulega rażącemu pogorszeniu, nie tyle (i nie tylko) wskutek owalizacji i wzrostu naprężeń obwodowych, ile wskutek nieuwzględnianego do tej pory odkształceniowego rozdrobnienia ziaren. Mowa tu o rozdrobnieniu ziaren, do jakiego dochodzi w mezoskopowych pasmach ścinania, powstających podczas gięcia rur na zimno. W ślad za tym zaproponowany zostanie, inny niż do tej pory, sposób obróbki cieplnej kolan, wykonywanych metodą gięcia rur na zimno. Ponadto, zasugerowana zostanie potrzeba wdrożenia zasad zarządzania wiedzą w celu trafniejszego doboru materiałów i skuteczniejszego zapobiegania degradacji własności wyrobów hutniczych na etapie ich przetwarzania i eksploatacji.

Słowa kluczowe: gięcie rur, pasma ścinania, pełzanie, pękanie, niezawodność

SECONDARY METAL SHAPING PROCESSES AS THE REASON FOR DEGRADATION OF RELIABILITY OF METALLURGICAL PRODUCTS DESIGNED FOR WORK AT ELEVATED TEMPERATURES

Metallurgical products designed for work at increased temperatures may, and should work reliablyfor morę than 30 (40) years. As it resultsfrom the analysis of this problem, they become damaged as early as after several years of exploitation. What is worse, the freąuency ofthose damages increases in the course oftime and with every renovation. They are usually damages that occur prematurely in the vicinity of welds and in cold-formed elements. Such damages reąuire costly repair works and result in freąuent stoppages of power stations, heat and power plants, etc. What is worse, those damages may be a reasonfor technical catastrophes. There are stroną indications that this problem mainly resultsfrom a narrow specia-lisation of engineers, as well as improper management and transfer of knowledge between materiał engineering and me-tallurgy specialists, designers, constructors and technologists who manufacture and renovate devices exposed to increased and high exploitation temperatures. Conseąuently, the main objectwe ofthe present publication is to present the reasons and methods for preventing premature damage to metallurgical products designed for work at increased temperatures. These considerations will be based on the example of power-steam pipeline knee. It will be proved that the resistance of these elbows to creep is glaringly deteriorating not so much (and not only) because of ovalisation and increased circum-ferential stress, as the size reduction ofgrains in conseąuence of local piastic deformation which so far has not been taken into account. This refers to the reduction of grains size in mesoscopic shear bands which appear during cold-forming of pipes. Resultingly, a new and different method for thermal treatment of elbows produced by means of cold-forming of pipes will be proposed. Furthermore, the publication will suggest a need to implement the principles of knowledge management for the purpose of morę accurate selection ofmaterials and morę efficient prevention of degradation ofthe ąual-ities of metallurgical products in the course oftheir Processing and exploitation.

Keywords: bending of pipes, shear bands, creep, fracture, reliability

Drhab. inż. Edward Stanisław Dzidowski, prof. PWr. — Politechnika Wrocławska, Wydział Mechaniczny, Wrocław, drinż. Adam Dzidowski — Politechnika Wrocławska, Instytut Organizacji i Zarządzania, Wrocław.

637