Характеристик магнитных

Рассмотрены основные типы повреждений металла оборудования тепловых электростанций, работающего при высоких температурах. Показано влияние физических и технологических факторов на характеристики жаропрочности, работоспособность и долговечность теплоустойчивых сталей. Приведены расчетно-экспериментальные методы определения характеристик жаропрочности и прочности сталей и средства технической диагностики оборудования.

Ползучесть — весьма сложное явление, которое не удается описать на основе единых физических представлений. В зависимости от температурно-силовых условий испытаний реализуются те или иные механизмы деформирования. Точность прогнозирования характеристик жаропрочности в значительной степени зависит от того, ведется ли оно в области действия одних и тех же механизмов деформирования или происходит Переход в область другой группы механизмов. В последнее время появились работы, в которых на основании анализа кинетических особенностей ползучести при различных температурно-силовых условиях предложены карты механизмов ползучести некоторых чистых металлов и сталей [1,2]. Построение таких картограмм имеет большое теоретическое и практическое значение для диагностики и прогнозирования жаропрочных свойств металла. В [3,4] представлены карты механизмов ползучести и разрушения для стали 12Х1МФ, широко применяемой в теплоэнергетике.

Оценка остаточного ресурса проводится по запасу прочности как отношению предела длительной прочности стали к эквивалентным напряжениям. Поэтому на точность определения ресурса влияет надежность выбранных характеристик жаропрочности. Методы повышения надежности этих характеристик описаны в гл. 2,3. При низких значениях коэффициента запаса прочности рекомендуется [16, 22] проводить оценку поврежденное™ рассматриваемых деталей.

Развитие разупрочняющих процессов приводит к снижению длительной прочности стали после значительных сроков эксплуатации. Существует связь между степенью структурных изменений в эксплуатации и снижением значений предела длительной прочности стали. Так, минимальные изменения в длительной прочности наблюдаются в металле с преимущественно ферритной структурой. В металле с преобладанием в структуре фрагментированного сорбита отпуска развитие рекристаллиза-ционных процессов приводит к снижению характеристик жаропрочности.

2.1. ВЫБОР ХАРАКТЕРИСТИК ЖАРОПРОЧНОСТИ МЕТАЛЛА

В настоящее время отсутствует единая точка зрения на возможность использования характеристик жаропрочности, полученных при испытании металла, длительное время отработавшего в эксплуатационных условиях. Известно, что длительная эксплуатация приводит к снижению жаропрочных свойств, причем отмечается [42] сохранение широкой полосы разброса длительной прочности разных труб после длительной эксплуатации.

В целях определения возможности использования характеристик жаропрочности работавшего металла было проведено исследование температурно-временной зависимости процесса разупрочнения приграничных объемов в эксплуатации и при испытании образцов. В качестве структурного признака было выбрано строение приграничных зон, а именно низкая плотность дислокаций и карбидных частиц по сравнению с матрицей.

3.1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ЖАРОПРОЧНОСТИ МАТЕРИАЛОВ

При прогнозировании следует отдавать предпочтение методам, предусматривающим не только оценку отдельных характеристик жаропрочности, но и возможность аналитического описания процесса ползучести в целом. В этом случае возникает ряд преимуществ: возможность построения первичных кривых ползучести и изохромных кривых для разных временных баз, включая заданный ресурс, которые необходимы для расчета на прочность с учетом ползучести [54], оценивать релаксационную стойкость материала (без проведения специальных испытаний), от которой зависит способность нивелирования напряжений в зонах концентрации, и рассчитывать долговечность по заданной величине деформации ползучести, т. е. оценивать степень исчерпания заданного срока службы по величине накопленной деформации ползучести.

Результаты многочисленных проверок и анализа данных оценок характеристик жаропрочности материалов разных классов позволили выбрать оптимальный вариант уравнений по расчету

На малых временных базах, когда время до разрушения составляет несколько десятков или сотен часов, наблюдается наибольшее рассеяние характеристик жаропрочности (см., например, 3.1). Кроме того, при высоких напряжениях действуют, как правило, иные механизмы ползучести, чем при напряжениях, близких к рабочим. Поэтому при прогнозе на срок 100 000 ч и более результаты испытаний со временем до разрушения менее 500 ч необходимо исключать из рассмотрения при экстраполяции на заданный ресурс.

Для совместимости ВЗУ необходимо выполнение ряда конструктивных и технологических требований. Эти требования сводятся к стандартизации (в ряде случаев в международном масштабе) размеров катушек, пакетов дисков, дискет, материала и технологии изготовления носителей информации, размеров и характеристик магнитных головок, лентопротяжных механизмов, способов и плотности записи, размещения информации на носителе, способов контроля информации.

К тому же периоду относятся работы известного русского физика А. Г. Столетова, открывшего закон изменения магнитной проницаемости в зависимости от напряженности поля и предложившего метод определения характеристик магнитных материалов с помощью баллистического гальванометра.

В большинстве случаев при определении характеристик магнитных полей и материалов магнитные величины рассчитывают по полученным экспериментально значениям электрических величин или электрических парамет* ров.

При определении статических характеристик магнитных материалов надо иметь в виду, что характеристики образца и материала могут не совпадать. Если образец имеет воздушный зазор, то зазор оказывает размагничивающее действие, вследствие этого напряженность в образце будет меньше той напряженности, которая определяется МДС. Поэтому при определении магнитных характеристик материала желательно применять замкнутые образцы, а в случае необходимости испытания стержневых образцов следует пользоваться пермеаметрами. Пермеаметр — устройство, предназначенное для испытания стержневых образцов и исключающее возможность замыкания магнитного потока по воздуху.

Определение характеристик магнитных материалов 332

Глава 18. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК МАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Результаты измерений при определении характеристик магнитных материалов зависят от формы и размеров исследуемого образца из-за неравномерности намагничивания и влияния потоков рассеяния. Простейшими являются образцы разомкнутой формы прямоугольного сечения или цилиндрические. Однако, если образец разомкнутой формы поместить в однородное магнитное поле, то вследствие размагничивающего действия его полюсов поле внутри образца будет существенно отличаться от внешнего и будет неравномерным. От этих недостатков свободны образцы замкнутой формы в виде кольца (тороида) или прямоугольника. Образец может являться частью замкнутой магнитной цепи. Кольцевой образец с равномерно нанесенной на него намагничивающей обмоткой в наибольшей степени соответствует требованиям однородности намагн .ч звания вдоль оси образца.

Одним из наиболее распространенных методов определения характеристик магнитных материалов в постоянных магнитных полях является индукционно-импульсный метод исследования.

18.Б. Принципиальная схема определения характеристик магнитных материалов индукционно-импульсным методом

18.7. Принципиальная схема определения характеристик магнитных материалов методом амперметра, вольтметра и ваттметра

Глава 18. Определение характеристик магнитных материалов (С. Г. Сусуловский)