Czasopismo | INŻYNIERIA MATERIAŁOWA | Rocznik 2017 - zeszyt 5

Assessment of pearlite degradation in power industry cast steel after long-term exploitation

Ocena degradacji perlitu w staliwie dla energetyki po długotrwałej eksploatacji

10.15199/28.2017.5.2

nr katalogowy: 110242
10.15199/28.2017.5.2

Streszczenie

The paper presents the results of pearlite degradation analysis. The degradation level was evaluated on three specimens (cuttings) of low alloyed 20HM cast steel, sampled from various locations on the main body of the WP turbine exposed to creep (steam temperature 480°C, pressure 12.7 MPa). The mechanical properties (hardness, impact toughness) were performed. Microscopic observations were performed on nital-etched sections in the scanning electron microscope JSM 7100F. Microstructure analysis involved the characterization of microstructure morphology and quantitative metallography for describing pearlite degradation after a long-term exposure to creep. The measurements were performed using MetIlo image analysis program. There were measured the volume fraction of the regions with lamellar morphology, VV L and the pearlite degradation ratio, Lratio. In addition the microstructure class were determined on the basis of a qualitative assessment of changes in the morphology of pearlite regions.

Abstract

W wielu krajowych elektrowniach na elementy części ciśnieniowych kotłów, jak np. rury przegrzewaczy, są stosowane głównie normalizowane stale ferrytyczno-perlityczne. Po ich długotrwałej pracy zachodzi potrzeba oceny możliwości dalszej ich eksploatacji w warunkach pracy kotła lub turbiny. W stalach i staliwach o wyjściowej (przedeksploatacyjnej) mikrostrukturze ferrytyczno- -perlitycznej już po krótkich czasach eksploatacji w warunkach pełzania obserwuje się początkowe etapy pękania i fragmentacji płytek cementytu w perlicie. Kolejne etapy degradacji struktury to koagulacja wydzieleń, w tym cementytu w perlicie, wzrost wielkości niektórych rodzajów węglików, aż do utworzenia mikrostruktury ferrytycznej z bardzo zróżnicowaną morfologicznie fazą węglikową. Zastosowanie metod metalografii ilościowej do opisu mikrostruktury niewątpliwie rozszerza możliwości interpretacyjne obrazów mikrostruktury i ułatwia przeprowadzenie oceny stopnia ich degradacji zachodzącej w warunkach długotrwałej eksploatacji i pełzania. Obecnie nie istnieje znormalizowana/obliczeniowa ocena degradacji stali ferrytyczno-perlitycznych, a jedynie dokonuje się jej przez ocenę jakościową. Dlatego celem badań było wykorzystanie oraz ocena możliwości narzędzi metalograficznych do określenia stopnia degradacji perlitu w staliwie 25CrMo4 po długotrwałej eksploatacji.

Słowa kluczowe

Keywords

Bibliografia

[1] McLean M.: Microstructural instabilities in metallurgical systems — a review. Metal Science 3 (1978) 113÷122.
[2] Czarski A., Skowronek T., Matusiewicz P.: Stability of a lamellar structure — effect of the true interlamellar spacing on the durability of a pearlite colony. Arch. Metall. Mater. 60 (4) (2015) 2499÷2504.
[3] Matusiewicz P., Wiencek K.: Coarsening kinetics of Fe3C particles in Fe-0.67% C steel. Arch. Metall. Mater. 55 (1) (2010) 231÷238.
[4] Dobrzański J.: Materiałoznawcza interpretacja trwałości stali dla energetyki. Open Access Library 3 (2011) 1÷228.
[5] Atlasy degradacyjnych zmian struktury podstawowych stali energetycznych w wyniku długotrwałej eksploatacji. Opracowanie Instytutu Energetyki, Warszawa (1996).
[6] Atlas metalograficzny struktur stali stosowanych na rury kotłowe. ZEOW Radom (1980).
[7] Molenda R., Kuziak R.: Metaloznawcze podstawy kształtowania struktury i właściwości blach ze stali DP w procesie ciągłego wyżarzania. Prace IMŻ 2 (2011).
[8] Hauserová D., Dlouhý J., Nový Z.: Przyspieszona sferoidyzacja węglików w stalach średniowęglowych. Inżynieria Powierzchni 2 (2011) 28÷32.
[9] Gajewski M., Kasińska J.: Wide-ranging influence of mischmetal on properties of GP240GH cast steel. Archives of Foundry Engineering 12 (4) (2012) 85÷94.
[10] Czarski A., Skowronek T., Osuch W.: Influence of orientation relationship between ferrite and cementite in pearlite on stability of cementite plates. Archives of Foundry Engineering 33 (1) (2007) 41÷49.
[11] Satora K., Matusiewicz P.: Ilościowa ocena mikrostruktur materiału próbek pobranych z rurociągu pary świeżej kotła przed próbami przyspieszonego pełzania. Praca niepublikowana, Kraków (2003).
[12] Barwicki L.: Degradacja żarowytrzymałej stali X10CrMoVNb9-1 podczas długotrwałego oddziaływania wysokiej temperatury. Rozprawa doktorska, Warszawa (2005).
[13] Nutal N., Gommes C. J., Blacher S., Pouteau P., Pirard J.P., Boschini F., Traina K., Cloots R.: Image analysis of pearlite spheroidization based on the morphological characterization of cementite particles. Image Anal. Stereol. 29 (2010) 91÷98.
[14] Lis J., Wieczorek P., Łyszczarz P.: Ilościowa ocena mikrostruktury prętów żebrowanych ze stali niskowęglowej po procesie QTB. Hutnik- Wiadomości Hutnicze 77 (9) (2010) 494÷497.
[15] Orzeczenie techniczne nr OR.14.DJ.15/3. Praca niepublikowana, Połaniec (2015).
[16] Szala J.: Zastosowanie metod komputerowej analizy obrazu do ilościowej oceny struktury materiałów. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice (2001).
[17] Chojnowski E. A., Tegart W. J.: Accelerated spheroidization of pearlite. Metal Sc. J. 2 (1968) 14÷18.

Jeśli masz wykupiony/przyznany dostęp - zaloguj się. Skorzystaj z naszych propozycji zakupu!

Publikacja


e-Publikacja (format pdf) - nr 110242 "Assessment of pearlite de..." licencja: Osobista Produkt cyfrowy	10.00 zł

Zeszyt


INŻYNIERIA MATERIAŁOWA - e-zeszyt (pdf) 2017-5 licencja: Osobista Produkt cyfrowy	65.00 zł

Prenumerata

INŻYNIERIA MATERIAŁOWA - prenumerata cyfrowa
licencja: Osobista

Produkt cyfrowy
Nowość

402.00 zł

INŻYNIERIA MATERIAŁOWA - papierowa prenumerata roczna + wysyłka
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
INŻYNIERIA MATERIAŁOWA - papierowa prenumerata roczna	492.00 zł brutto 455.56 zł netto 36.44 zł VAT (stawka VAT 8%)
INŻYNIERIA MATERIAŁOWA - pakowanie i wysyłka	21.00 zł brutto 17.07 zł netto 3.93 zł VAT (stawka VAT 23%)

513.00 zł

INŻYNIERIA MATERIAŁOWA - PAKIET prenumerata PLUS
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
INŻYNIERIA MATERIAŁOWA - PAKIET prenumerata PLUS (Prenumerata papierowa + dostęp do portalu sigma-not.pl + e-prenumerata)	600.00 zł brutto 555.56 zł netto 44.44 zł VAT (stawka VAT 8%)

600.00 zł

Zeszyt

2017-5

Twój Koszyk

Publikacja

Zeszyt

Prenumerata

Zeszyt

Czasopisma