Doprinos ocjeni integriteta cijevi s oštećenjima

Stanić, Damir (1999) Doprinos ocjeni integriteta cijevi s oštećenjima. = Scientific master's thesis , Sveučilište u Zagrebu, Fakultet strojarstva i brodogradnje, UNSPECIFIED. Mentor: Alfirević, Ivo.

Full text not available from this repository.

Abstract (Croatian)

Mnoge strojarske komponente sačinjene su od cijevnih profila na kojima se uslijed djelovanja kemijskih iii mehaničkih degradacijskih procesa javljaju oštećenja. Osim jednostavnijih oblika oštećenja koja se mogu ocijeniti primjenom teorija čvrstoće, različite forme pukotina zahtijevaju primjenu principa mehanike loma. Osnovni principi mehanike loma dani su za elastično, kao i za elasto¬plastično područje. Kompleksne oblike oštećenja koji se formiraju na cijevima teško je opisati matematičkim izrazima, te se metoda konačnih elemenata (MKE) 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 (KI1J-integral, CTOD) za što postoji više različitih metoda. Za programski paket "NISA", analizirana je brzina konvergencije rješenja s obzirom na vrstu konačnog elementa i metodu proračuna parametra 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 uzrocima nastajanja oštećenja, kratkim opisom degradacijskih mehanizama, te primjerima mjerenja oštećenja pomoću metode vrtložnih struja. Izmjerene parametre oštecćenja moguće je uvrstiti u neki od izraza za integritet cijevi kako bi se procijenila kritičnost oštećenja, no ćesto se ponašanje cijevi s oštećenjem ocjenjuje na osnovu rezultata tlačnih testova do loma provedenih u laboratoriju. Kako se MKE pokazala efikasnom za analizu utjecaja oštećenja na cijevi, 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.

Abstract

Many mechanical components contain cylindrical profiles which may be exposed to chemical or mechanical degradation processes that cause appearance of damages. Beside simple damage forms which can be evaluated by strength theories, various forms of cracks require application of fracture mechanics principles. Basis of fracture mechanics are given for elastic, as well as for elasto-plastic area. Complex damage shapes which can be formed on tubes are very hard to describe by mathematical terms, so finite element method (FEM) intrude oneself as very efficient tool which provides simulation of various real situations. Special types of finite elements are developed for application in fracture mechanics. On the basis of knowing stress and strain field in vicinity of these elements, several methods may be used for fracture mechanics parameters (KI1J-integral, CTOD,...) calculation. For software package "NISA", convergence rate has been analyzed for different types of finite elements and different methods for fracture mechanics parameter calculation. Tube integrity has been analyzed for various damage shapes, taking in account geometrical characteristics of tube, as well as material ductility. Different forms of axial and circumferential cracks which appear in practice have been solved analytically and verified by finite element method. It was observed that results match very well. Beside fracture mechanics parameters calculation, FEM has been used for stress and strain analysis of damaged tubes in elasto-plastic area. This analysis provides application of "leak before break" criteria. Steam generator is one of most critical component in nuclear power plants because of damages which appear on steam generator tubes. In order to give comprehensive survey, working principle with causes of damage appearance are given, as well as, short description of degradation mechanisms and examples of damage measurement by eddy current method. Measured damage parameters may be inserted in certain terms in order to estimate damage influence on tube integrity. Very often, behavior of damaged tube is assessed on the basis of results of burst pressure test. Since FEM has been confirmed as efficient tool for analysis of damaged tube integrity, it may be applied for steam generator tubes. Possibilities of simulation of certain real situations, such as internal damage, parallel cracks, accidental situations have been presented and so on. It has been shown that "bulging factor" may be estimated very accurate. Otherwise it requires complex matematical analysis or great number of experiments. Also, it has been presented application of ""leak before break"" criteria, and numerical and experimental results match well.

Item Type: Thesis (Scientific master's thesis)
Uncontrolled Keywords: generator pare; pukotine na cijevima
Divisions: 200 Department of Engineering Mechanics > 210 Chair of Mechanics and Strength of Materials
Date Deposited: 22 Sep 2014 18:00
Last Modified: 16 Oct 2015 13:20
URI: http://repozitorij.fsb.hr/id/eprint/43

Actions (login required)

View Item View Item

Nema podataka za dohvacanje citata