hrvatski

Doprinos ocjeni integriteta cijevi s oštećenjima

Mnoge strojarske komponente sačinjene su od cijevnih profila na kojima se uslijed djelovanja kemijskih ili mehaničkih degradacijskih procesa javljaju oštećenja. Osim jednostavnih oblika oštećenja koja se mogu ocijeniti primjenom teorija čvrstoće, različite forme pukotina zahtijevaju primjenu mehanike loma. Osnovni principi mehanike loma dani su za elastično i elasto-plastično područje. Kompleksne oblike oštećenja koji se formiraju na cijevima teško je opisati matematičkim izrazima, te se metoda konačnih elemenata nameće kao vrlo efikasan alat koji omogućuje simulaciju različitih realnih stanja. Za primjenu u mehanici loma razvijeno je više vrsta specijalnih konačnih elemenata. Na osnovu poznavanja polja naprezanja i deformacije u okolini tih elemenata, izračunavaju se parametri mehanike loma za što postoji više različitih modela. Za programski paket NISA, analizirana je brzina konvergencije rješenja s obzirom na vrstu konačnog elementa i metodu proračuna mehanike loma. Integritet cijevi je analiziran za različite oblike oštećenja na cijevima, uzimajući u obzir geometrijske karakteristike cijevi, kao i žilavost materijala. Različite forme uzdužnih i obodnih pukotina koja se javljaju u praksi riješene su analitički, te provjerene pomoću MKE što je pokazalo veliku podudarnost. Osim proračuna parametara mehanike loma, MKE je upotrijebljena i za elasto-plastičnu analizu naprezanja i deformacija oštećenih komponenata, što omogućuje primjenu kriterija "propuštanje prije loma". Generator pare jedna je od kritičnih komponenata nuklearne elektrane zbog oštećenja koja se javljaju na cijevima. Radi cjelovitosti pristupa, ukratko je dan prikaz rada generatora pare s uzorcima nastajanja oštećenja, kratkim opisom degradacijskih mehanizama, te primjerima mjerenja oštećenja pomoću metode vrtložnih struja. Izmjerene parametre oštećenja moguće je uvrstiti u neki od izraza za integritet cijevi kako bi se procijenila kritičnost oštećenja, no često se ponašanje cijevi s oštećenjima ocjenjuje na osnovu rezultata tlačnih testova do loma provedenih u laboratoriju. Kako se MKE pokazala efikasnom za analizu utjecaja oštećenja na cijevima, tako se ona može primijeniti i na cijevi generatora pare. U radu su pokazane mogućnosti simulacije različitih pojava kao što su unutarnje oštećenje, paralelne pukotine, akcidentalne situacije i sl. Također je pokazano da se s velikom točnošću može odrediti faktor geometrije za različite forme pukotine, za što je inače potrebno provesti kompleksnu matematičku analizu ili veliki broj eksperimenata. Prikazana je i primjena kriterija "propuštanje prije loma" gdje se eksperimentalni rezultati dosta dobro podudaraju s rezultatima dobivenim pomoću MKE.

generator pare; pukotine na cijevima

nije evidentirano