Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 45. 6 december 1955 - Material för högtemperaturånga, av Hans Tietz
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
1012
TEKNISK TIDSKRIFT
Fig.
Spänningsfördelning i rörvägg vid
innerytans töjning 1 °/o på 100
h; stål med 16 °/o Cr,
13 °/o Ni, Nb; dy/di = 2,0.
Fig. 5. Slagseghet som funktion av glödgningstid vid 650°C;
provningstemperatur 20°C.
För tyska förhållanden har man uppställt följande regler
för beräkning av högt påkända cylindriska ihåliga
kroppar vid hög temperatur. Man väljer krypbrottgränsen vid
100 000 h dividerad med 1,5, värdet för 1 °/o töjning vid
100 000 h, brott vid 100 000 h vid en temperatur som
ligger 15°G över drifttemperaturen samt varmsträckgränsen
(endast vid relativt låg temperatur) dividerat med 1,5.
Under dessa villkor deformeras materialet ständigt, dvs.
kryper. För ett sådant tillstånd gäller naturligtvis icke
längre Hookes lag som används för
hållfasthetsberäkningar. Beräkningar av spänningstillståndet i ett rör med
hänsyn tagen till krypningen har gjorts av Siebel och
Schwai-gerer1, fig. 4.
Sambandet mellan inre trycket och spänningen i
rörmaterialet erhålles ur
p = konst, o v • ln dy/di
En approximativ lösning för spänningen erhålles ur
° = P [dy — s)/2 s = p dm/2 s
medan man för elastiska spänningsförhållanden har den
bekanta formeln
a = p di/2 s
Vill man med detta beräkningssätt och givna
hållfasthetsvärden höja ångtryck och ångtemperatur så mycket som
möjligt, har man olika möjligheter vid dimensioneringen
av överhettartuberna, vilka är de delar av anläggningen
som har den största termiska påkänningen. Man kan
förstora diameterförhållandet dy/di men av tillverkningstek-
niska skäl kommer man till ett gränsvärde dy/di æ 2. En
överhettartub med 26 mm yttre diameter och detta
diameterförhållande får endast 13 mm inre diameter. Med
ökat diameterförhållande stiger även vikten och därmed
kostnaden för värmeytan ansenligt.
För värmda rör blir väggtemperaturen högre än den
maximala ångtemperaturen. För att hålla denna
temperaturskillnad låg bör man sörja för god värmeövergång
mellan rörvägg och ånga samt placera de termiskt högst
påkända rören i ett område med relativt liten
värmebelastning.
Det räcker i allmänhet inte att endast räkna med de
medelvärden som man använder vid beräkning av
värmeövergång och värmebelastning, utan man måste ta
hänsyn till att temperaturfördelningen över pannans bredd
kan vara ojämn. Genom att använda olika långa
överhettartuber kan man emellertid i viss mån kompensera
denna ojämnhet i temperaturen.
Slagseghet
Förutom tillräcklig hållfasthet måste stålet även ha andra
egenskaper för att uppfylla alla krav. Det skall vara segt
och behålla sin seghet under en lång drifttid. För
bedömning av segheten bestäms slagsegheten på vanligt sätt vid
rumstemperatur. Sådana bestämningar bör göras på
provstycken som under en längre tid varit utsatta för den
avsedda höga drifttemperaturen. För vissa austenitiska stål
får man en relativt liten inverkan av glödgningen på
slagsegheten, under det att andra material är känsligare, fig. 5
och 6.
För kontroll av sådana laboratoriebestämningar av
segheten har man skurit ut bitar ur överhettartuber i en
ångpanna för 610°C ångtemperatur efter 20 000 h drifttid och
i överensstämmelse med laboratorieprov funnit att
segheten var tillfredsställande.
Interkristallin korrosion och spänningskorrosion
Kolhaltiga austenitiska material kan angripas
interkristal-lint av elektrolyter, så att kornsammanhållningen
fullständigt upplöses (Tekn. T. 1950 s. 932, 1951 s. 533, 1952
s. 461, 1955 s. 656). Denna interkristallina korrosion beror
på utskiljning av kromkarbid i korngränserna vid stålets
upphettning över ca 425°C. För at{ undvika detta måste
man stabilisera stålet, varvid den överflödiga kolhalten
binds med en tillsats av titan eller tantal och niob.
Tillsätter man för mycket av dessa ämnen, kan det emellertid
bildas titanider eller niobider som gör stålet sprött.
Stabilisatortillsatsen bör därför hållas inom vissa gränser, fig. 7.
Tantal och niob har här valts, emedan krypbrottgränsen
för de stabiliserade stålen ligger högre än för stål,
stabiliserade med titan.
För att korngränsfrätning skall inträffa måste materialet
komma i kontakt med vatten. Vid
tvångsgenomström-ningspannor är detta alltid fallet vid start och avställning.
Om man är säker på att materialet aldrig kan komma i
beröring med vatten eller med någon saltsmälta kan man
möjligen låta bli att ta hänsyn till den interkristalliniska
korrosionen, men den torde dock inte vara helt utesluten.
Ett annat slag av korrosion som austenitiska material
Fig. 6. Slagseghet som funktion
av temperatur vid glödgning
10 000 h; provningstemperatur
20° C.
Fig. 7. Begränsning av
sammansättning hos stål med 16 °/o Cr
och 13 °/o Ni; lämplig
sammansättning inom det streckade
området med 10 C ^ Nb = 10 C +
0,2 »/o; C kolhalt i °/o, Nb
niob-halt i o/o.
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
