Распределения пластической

При выборе различных конструкций защитных «рубашек» и изготовлении их между внутренней трубой, по которой проходит питательная вода, и защитной рубашкой необходимо обеспечить плотность соединения. Для устранения местных дополнительных напряжений, возникающих в теле барабанов от неравномерного распределения питательной воды по длине и ширине барабанов, рекомендуется в котлах старых конструкций, в которых еще сохранились устройства для распределения питательной воды с помощью утопленных сливных корыт, последние заменить напорными водораспределительными трубами.- Эти трубы могут быть размещены как в водяном, так и в паровом пространстве барабана.

При размещении в барабане водораспределительных устройств, следует учитывать расположение и других внутрибарабанных устройств: для сепарации пара, распределения раствора тринатрий-фосфата и для непрерывной продувки. Кроме того, необходимо помнить, что при непосредственном соединении барабана котла с экономайзером кипящего типа дросселирующие (напорные) водораспределительные трубы применять не рекомендуется: при наличии в них пара могут возникнуть гидравлические удары, а равномерность распределения питательной воды в трубе не обеспечивается.

вод" черемешнваия .питатель-ной ©оды с циркулирующей в котле водой. В случаях же некоторого перекоса корыта, что часто имеет место на практике вследствие неравномерного по длине корыта распределения воды, попадающей на стенки барабана, получается сильное, к тому же переменное, местное охлаждение, что вызывает коробление барабана. По наблюдениям В. Н. Ноева, особенно опасными, с точки зрения развития в кипятильных трубах кольцевых трещин, в случаях распределения питательной воды в барабане при помощи таких корыт являются переходные участки у краев короткого питательного корыта: здесь в одни трубы попадает главным образом относительно холодная питательная вода, в соседние же трубы — циркуляционная вода, имеющая температуру насыщения [Л. 30].

ления питательной воды по длине и ширине барабана, рекомендуется в котлах старых конструкций, в которых еще сохранились устройства для распределения питательной воды при помощи утопленных сливных корыт, подобные устройства переделать на напорные водораспределительные трубы. Эти трубы могут быть размещены как в водяном, так и в паровом пространствах барабана.

Для равномерного распределения питательной воды в напорной трубе необходимо, чтобы максимальная продольная скорость вод» в трубе была в 2—3 раза меньше скорости в водовыпускных отверстиях; для этого нужно, чтобы суммарная площадь всех отверстий на каждый параллельный поток (при подводе воды в середину водораспределительной трубы) была соответственно в 2—3 раза меньше, площади сечения водораспределительной тру--бы. Расчетная скорость воды в отверстиях допускается до 4 м/с. Диаметры водовыпускных отверстий обычно принимаются равными 8—10 мм.

При размещении в барабане водораспределительных устройств следует учитывать расположение других внутрибарабанных устройств—'для сепарации пара, распределения раствора тринатрийфоефата и для непрерывной продувки. Следует указать, что цри непосредственном соединении барабана котла с экономайзером кипящего типа применять дросселирующие (напорные) водораспределительные трубы не рекомендуется: при наличии в них пара могут возникнуть гидравлические удары, равномерность же распределения питательной воды в подобной трубе не обеспечивается.

Сравнительно высокая температура металла способствует развитию процесса разрушения. При этом решающее влияние на его протекание оказывает неудовлетворительная организация ввода и распределения питательной воды, особенно в барабанах с большим (1300 мм) диаметром. Различная температура стенок этих барабанов, возникающая по указанной причине, вызывает появление повышенных термических напряжений.

Анализ эксплуатационных данных показал, что наиболее приемлемым с точки зрения предупреждения коррозионного растрескивания металла методом распределения питательной воды в барабане является подача ее в водяной объем через дырчатые распределительные трубы.

На графике (рис. 2-3,в) дана зависимость коэффициента сопротивления \ч от отношения F\/F. Как видно из графика, при изменении F\jF от 0,1 до 0,4 коэффициент сопротивления & изменяется в пределах от 2,5 до 1,30. Основные соображения при выборе способа Ввода в барабан и распределения питательной воды сводятся к тому, чтобы исключить возможность опасных с точки зрения коробления и хрупких разрушений местных охлаждений металла барабана относительно холодной питательной водой, а также получить желательный устойчивый химический перекос, используемый для увеличения солесодержания продувочной воды, и использовать влияние той или иной схемы подачи питательной воды на повышение устойчивости циркуляции. Штуцера ввода питательной воды во избежание опасных местных охлаждений металла барабана следует выполнять с паровыми рубашками. При малом числе подводов воды в барабан рациональным устройством распределения не доведенной до кипения питательной воды в барабанах паровых котлов являются напорные водораспределительные трубы, размещаемые либо в водяном объеме 34

Таким образом, щит турбогенератора является в основном щитом теплового контроля, на котором, как правило, сосредоточиваются показывающие приборы оперативного характера и самопишущие приборы учета. Отдельные менее оперативные замеры осуществляются приборами непосредственного действия, располагаемыми по месту, служащими для периодического контроля. В качестве примера может быть назван замер количества питательной воды за регенеративными подогревателями каждой турбины, служащий для контроля распределения питательной

направляющих устройств или выбора профиля стенок самого кол лектора (рис. 2.10) может оказаться более приемлемой. Для распределения питательной воды и пара в трубах прямоточных ПГ вообще не требуется специальных мероприятий. Установка дросселей в трубах на входе в испаритель, обеспечивающих устойчивость работы ПГ, высокие скорости пара создают преобладающее значение гидравлического сопротивления в трубах по сравнению с коллекторами, что и обеспечивает равномерность распределения. Поэтому коллекторы питательной воды и пара в ПГ выполняются, исходя из компоновочных технологических и эксплуатационных удобств, при этом 'гидравлические ограничения сводятся к условию, что скорость теплоносителя в коллекторах должна быть существенно меньше, чем в трубах.

Общей особенностью влияния вакуума при циклическом деформировании на многие виды материалов является наличие более однородного распределения пластической деформации из-за вовлечения в скольжение большего числа плоскостей скольжения и новых зерен, а также уменьшения интенсивности каждой отдельной полосы.

Анализируя диаграммы распределения пластической деформации по длине образца, построенные для различных температур испытания, можно отметить, что как при 20° С, так и при повышенных температурах не наблюдается преимущественного закрепления деформации в отдельных очагах. Исключение составляют начальные стадии деформирования при 200° С и 400° С. Амплитуда неоднородности А с повышением величины средней степени деформации понижается (рис. 3, а), причем наиболее интенсивное уменьшение А наблюдается до еср=5—7%.

Однако, как показывает анализ, выполненный в работе [23], кроме поверхностной опасной зоны существует еще глубинная опасная зона (рис. 1,6), которая с увеличением силы трения выходит на поверхность. Глубинная опасная зона была обнаружена при изучении свойств поверхностных слоев технически чистых металлов — меди и алюминия[24]. В тяжелых условиях трения при значительном тепловыделении на поверхности существенную роль начинают играть процессы отдыха, и кривая распределения микротвердости (которой автор характеризует напряженное состояние материала) по глубине имеет заметно выраженный максимум. Таким образом, характер распределения пластической деформации по глубине определяется сочетанием условий трения и физико-механических свойств контактирующих материалов. Положение максимума пластической деформации определяет место возникновения первичной трещины: на поверхности или на некотором расстоянии от нее.

Как уже отмечалось, в зависимости от условий трения максимум пластической деформации перемещается по сечению материала. Характер распределения пластической деформации по глубине может оказывать влияние на связь между закономерностями структурных изменений и разрушением поверхностных слоев, что необходимо учитывать при сравнительной оценке износостойкости металлов и сплавов, работающих в различных условиях трения.

Исследование характера распределения пластической деформации по глубине проводилось методом электролитического травления [104]. Толщина снятого слоя определялась с помощью профи-лографа, в четырех местах при горизонтальном увеличении 20,

вертикальном увеличении 1000, при плотности тока 11 А/дм2, времени полирования 15 мин и составляла в среднем — 10 мкм. Кривая распределения пластической деформации по глубине строилась путем измерения ширины дифракционных линий (110) и (220) oc-Fe и микротвердости, измеренной при нагрузке на пирамиду 50 и 200 гс. Рентгенографическое исследование стали 45 в железном излучении дает возможность получать информацию со слоя толщиной — 12 мкм. При нагрузках на пирамиду 50 и 200 гс глубина отпечатка составляет 2—3 и 5—6 мкм соответственно, что позволяет исследовать более тонкие слои.

Учитывая влияние силы трения (смазки) на характер распределения пластической деформации по глубине, его исследование проводилось в условиях сухого трения, трения со смазкой часовым маслом и дисульфидом молибдена [105]. Процесс трения осуществлялся при скольжении индентора из стали ШХ-15 в одном направлении под нагрузкой 15 кгс по отожженным образцам из полированной стали 45. Число проходов индентора соответствовало установившемуся (по коэффициенту трения) режиму испытания (рис. 21). Зависимость коэффициента трения от числа воздействий индентора при смазке дисульфидом молибдена аналогична зависимости в условиях трения со смазкой часовым маслом (см. рис. 21), но его абсолютное значение несколько меньше — порядка 0,1.

Из результатов, приведенных на рис. 22 (///) следует, что при трении со смазкой дисульфидом молибдена (нанесенным на образец из спиртовой суспензии) в поверхностном слое стали 45 практически не развивается пластическая деформация. И ширина дифракционных линий, и микротвердость остаются постоянными и равными значениям для отожженного материала на глубину до 90 мкм. Это обусловлено локализацией сдвиговых деформаций в слое смазки MoS2, где напряжение сдвига невелико, а скольжение осуществляется по плоскостям базиса, силы связи между которыми существенно меньше, чем в любом другом направлении. Увеличение нагрузки на индентор и числа его воздействий в области контактных давлений as<] gmax <^HB не изменяет характера распределения пластической деформации по глубине при сухом трении и трении со смазкой часовым маслом и не вызывает развития пластической деформации в поверхностном слое стали 45 при трении со смазкой MoS2.

По экспериментальным данным (см. рис. 22) глубину зоны пластической деформации и для сухого трения, и для трения со смазкой часовым маслом можно принять порядка 80—90 мкм, что близко к значениям Д, полученным по формуле (1.2). Таким образом, в пределах чувствительности рентгеновского метода и метода микротвердости, а также точности предложенных теоретических соотношений глубина зоны пластической деформации, определенная расчетным путем с учетом коэффициента трения, дает лучшее совпадение с экспериментом, чем значение А ( •—• 320 мкм), вычисленное по соотношению (1.1). Полученные результаты исследования характера распределения пластической деформации по глубине и оценки зоны ее распространения подтверждают определяющую роль сил трения в развитии пластической деформации, необходимость их учета при разработке критериев перехода от упругого контакта к пластическому.

Одинаковый характер распределения пластической деформации по глубине при сухом трении и трении со смазкой часовым маслом делает возможным сопоставление закономерностей структурных изменений и установление их связи с интенсивностью износа.

Исследования в области механики контактных взаимодействий, химических и диссипативных процессов в поверхностных и приповерхностных слоях трущихся материалов показывают, что материал в указанных зонах в процессе трения резко изменяет свое физическое состояние, меняя механизм контактного взаимодействия. Происходят существенные изменения в суб- и микроструктуре приповерхностных микрообъемов. Изучение кинетики структурных, фазовых и диффузионных превращений, прочностных и деформационных свойств активных микрообъемов поверхности, элементарных актов деформации и разрушения, поиск численных критериев оптимального структурного состояния, оценок качества поверхности должны быть фундаментальной основой в поисках материалов и сред износостойких сопряжений. В настоящее время исследованы закономерности распределения пластической деформации по глубине поверхностных слоев металлических материалов, кинетика формирования вторичной структуры, процессы упрочнения, разупрочнения, рекристаллизации, фазовые переходы, которые, в свою очередь, зависят от внешних механических воздействий, состава, свойств трущихся материалов и окружающей среды. Важное значение в физике поверхностной прочности имеет определение связи интенсивности поверхностного разрушения при трении и величины развивающейся пластической деформации. Сложность указанной проблемы заключается в двойственности природы носителей пластической деформации. Дислокации, дисклинации и другие дефекты структуры являются концентраторами напряжений, очагами микроразрушения. В то же время движение дефектов (релаксационная микропластичность) приводит к снижению уровня напряжений концентратора, следовательно, замедляет процесс разрушения. Условия деформации при трении поверхностных слоев будут определять преобладание одного из указанных механизмов, от которого будет зависеть интенсивность поверхностного разрушения. Межатомный масштаб связан с характерным сдвигом, производимым элементарными носителями пластической деформации (дислокациями). В легированных металлических системах величина межатомного расстоя-