Tepelné poškozování průmyslových zařízení

Thermal damage of industrial equipments

abstract

cs

V průmyslové praxi se velmi často setkáváme s teplenou únavou. Ta může být způsobena častými změnami provozních podmínek, nestacionárním rozložením teplotních polí, či zatížením vysokými teplotami (creep). Ve všech těchto případech dochází k poškozování zařízení a tím ke snižování jejich životnosti, která je velmi důležitá pro provozovatele zařízení. Je proto nezbytné, aby veškeré kritické provozní stavy (ať už normální, abnormální či havarijní) byly podrobeny důkladným analýzám a byla známa míra podílu na snižování životnosti zařízení. Důležité je pak upravit provozní podmínky tak, aby těmto stavům bylo možné předejít nebo alespoň zmírnit jejich dopad na míru poškození. Předkládaný příspěvek je věnován tepelné únavě částí zařízení, kde dochází ke směšování horkých a chladných médií. Jedná se zejména o vzájemné napojení potrubních sítí, o hrdla aparátů a o zařízení na výměnu tepla.

V průmyslové praxi se velmi často setkáváme s teplenou únavou. Ta může být způsobena častými změnami provozních podmínek, nestacionárním rozložením teplotních polí, či zatížením vysokými teplotami (creep). Ve všech těchto případech dochází k poškozování zařízení a tím ke snižování jejich životnosti, která je velmi důležitá pro provozovatele zařízení. Je proto nezbytné, aby veškeré kritické provozní stavy (ať už normální, abnormální či havarijní) byly podrobeny důkladným analýzám a byla známa míra podílu na snižování životnosti zařízení. Důležité je pak upravit provozní podmínky tak, aby těmto stavům bylo možné předejít nebo alespoň zmírnit jejich dopad na míru poškození. Předkládaný příspěvek je věnován tepelné únavě částí zařízení, kde dochází ke směšování horkých a chladných médií. Jedná se zejména o vzájemné napojení potrubních sítí, o hrdla aparátů a o zařízení na výměnu tepla.

Thermal fatigue is frequently met in industry. It can be caused by frequent change of operating conditions, non-uniform distribution of thermal fields, of loading by high temperatures (creep). In all these cases equipment is damaged and their lifetime is shortened, which is very important for equipment manufacturer. It is therefore necessary that all critical operating modes (normal, abnormal or emergency) are examined in details and the rate of lifetime shortening is known. It is necessary to change operating conditions so that these modes are escaped or their influence is limited. The paper offered is devoted to thermal fatigue of equipment where cold and hot media is mixed. It is meant connection of piping systems, equipment nozzles and heat-exchangers.

tepelné poškozování, hrdla, výměníky tepla, CFD, MKP, únava

thermal damage, nozzls, heatig exchanger, CFD, MKP, fatigue

02.03.2009

Asociace výzkumných organizací

Brno

Kotle 2009

27–34

8