|
|
Advanced Methods for Damage Evaluation of Boiler Tube Bundles
Naď, Martin ; Odstrčil, Miloslav (oponent) ; Jůza, Zdeněk (oponent) ; Jegla, Zdeněk (vedoucí práce)
This thesis is focused on the application of advanced methods for evaluating damage to boiler tubes, specifically temperature related damage. The aim of this work is to develop an improved damage evaluation procedure utilizing capabilities of modern approaches. This work describes various types of industrial boiler damage. The main focus is on the most exposed and often the most damaged parts of boilers, which are tube bundles (for example, superheaters). Equipment damage is undesirable and often leads to leakages or even to the boiler shutting down. Therefore, it is necessary to find the problem as soon as possible and make the required changes to prevent further damage. The damage types are divided into five categories based on the damage mechanism. Temperature has one of the biggest influences on damage and it may cause short-term or long-term overheating in the tube bundles. This type of damage occurs when the designated temperature is exceeded and results in reduced creep life. It is necessary to know the real surface temperature history of the tube bundle to estimate temperature related damage, however this is often not available. Therefore, it is necessary to calculate those temperatures based on the available data (i.e. inlet and outlet temperatures and pressures). This is real challenge due to the combination of complex flows of the working substances (mainly flue gasses) and heat transfer. Considering available data, new approach is proposed in order to obtain information required for residual creep life estimation. In the first step, thermal – hydraulic calculation is performed followed by a thermal load estimation of a superheater tube bundle in a natural gas fired boiler, using CFD simulations. In the next step, the surface temperature is evaluated and used to determine the temperature related damage, specifically the creep life estimation. The life expectancy is in some ways influenced by imperfections, and therefore at the end of this thesis the influence of the oxide layer on the inner side of tube and fouling on outer side of tube is described.
|
|
|
Historie vývoje žáruvzdorných ocelí a superslitin
Pešina, Jan ; Záděra, Antonín (oponent) ; Pálka, Stanislav (vedoucí práce)
Součásti, pracující v oblasti tepelného zpracování v petrochemii, případně v leteckém průmyslu, jsou velmi často vystaveny působení korozních vlivů a napětí za teplot přesahujících 800 °C. Dynamický rozmach této produkce vedl k postupnému vývoji stále lepších materiálů. Tato práce mapuje vývoj ocelí od začátku 20. stol. až do dnes.
|
|
|
Řízení životnosti procesních zařízení v průmyslové praxi
Lošák, Pavel ; Klemeš,, Jiří (oponent) ; Ing. Zdeněk Jůza, Ph.D. MBA (oponent) ; Vejvoda, Stanislav (vedoucí práce)
Disertační práce je zaměřena na řízení životnosti procesních a energetických zařízení v průmyslové praxi, zejména pak v oblasti parních elektráren. Práce se zaměřuje na časté degradační mechanismy vyskytující se v dané oblasti. Shrnuje základní mechanismy poškozování vyskytující se na zařízeních v procesním průmyslu, jejich sledování, vyhodnocování a predikci. V oblasti parních elektráren byl kladen důraz především na kumulativní mechanismy poškozování. V rámci práce byly zhodnoceny mechanismy creepu, únavy a jejich kombinace. Přední evropské normy byly prostudovány a byla zhodnocena míra jejich konzervatismu a použitelnosti. Pozornost byla věnována také několika metodám vyhodnocování kombinovaného poškozování creepem a únavou. V navazujícím kroku byla prostudována norma zaměřená na monitorování provozu a vyhodnocování životnosti. Byl vytvořen diagnostický software zaměřený na vyhodnocování creepu, únavy a jejich kombinace dle platných norem. Taktéž bylo navrženo jeho rozšíření o zpřesněný analytický výpočet napětí a deformací potřebných ke stanovení zbytkové životnosti v reálném čase. Pro rozšířené řízení životnosti byl v práci popsán přístup k vyhodnocování poškozování oxidických vrstev a jeho vyhodnocování pomocí analytických vztahů a jejich zapracování do diagnostického softwaru. Předkládaný software je také doplněn o materiálový modul umožňující na základě definovaných materiálů v databázi snadné a automatické využívání materiálových vlastností. Pro další zpřesnění výpočtových vztahů bylo schematicky navrženo zařízení pro jejich experimentální ověření. V neposlední řadě je součástí práce také řešení několika případů poškozených zařízení z průmyslové praxe. Analyzován byl případ poškozování soudržnosti trubek generátoru páry, dále pak převáděcího potrubí a U-trubkového výměníku tepla. Byly analyzovány příčiny jejich poškozování a následně byla navržena nápravná opatření. Na závěr byly navrženy činnosti s velkým potenciálem pro další studium a rozšíření diskutované problematiky.
|
|
|
Analýza napjatosti a pevnostní kontrola tělesa ventilu parní turbíny
Kořínek, Tomáš ; Vosynek, Petr (oponent) ; Petruška, Jindřich (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá určením životnosti a výpočtovým modelováním deformačně napěťových stavů vznikajících v tělese ventilu parní turbíny. Z důvodu vysoké teploty vstupní páry je při řešení uvažován také jev tečení materiálu, který zásadně ovlivňuje jeho výslednou životnost. Ta je hodnocena pomocí čtyř různých postupů založených na určení napjatostí a deformací metodou konečných prvků v programu ANSYS. Získané výsledky jsou vzájemně porovnány v závěru této práce. Jedna z kapitol je přímo věnována řešení problému tečení v prostředí systému ANSYS.
|
|
|
Částicové kompozity v konstrukčních detailech obvodových plášťů
Dostálová, Darina ; Lavický, Miloš (oponent) ; Vokoun,, David (oponent) ; Matějka, Libor (vedoucí práce)
S přijetím evropské energetické koncepce o snižování spotřeby energie a v souladu s koncepcí trvale udržitelného rozvoje, rostou požadavky na snižování spotřeby energie při provozu domu a s tím i zvyšující se nároky na tepelně technické vlastnosti konstrukcí tvořící obálku budovy. Z tohoto důvodu je třeba hledat materiály, které splňují jak tepelně technické parametry, tak i mechanickou odolnost a únosnost, zejména pro izolaci spodní stavby a pro aplikaci do konstrukčních detailů, pro přerušení tepelného mostu na hranici interiéru a exteriéru. Hlavní motivací pro výběr tématu disertační práce, bylo vyhledat surové materiály pocházející z recyklovaných, nebo druhotných surovin, které by byly vhodné pro výrobu kompozitního prvku vhodného pro konstrukční detaily v obálce budovy a pro izolaci spodní stavby. Důležitou roli při výběru materiálu hraje ekonomické a environmentální hledisko. Hlavním tématem disertační práce je výroba kompozitní prvku s termoplastickou matricí pocházející z recyklovaných surovin a odpadním pěnosklem jako fází. Byl navržen a používám laboratorní systém výroby prvků pro výrobu zkušebních těles. Dále bylo třeba definovat fyzikální parametry hotového kompozitu. K tomuto účelu byly navrženy termomechanické deformační testy a creepové testy při vyšších teplotách. Dále byl proveden test mrazuvzdornosti a nasákavost. Dalším krokem byla aplikace hotového kompozitního materiálu s dobrými tepelně izolačními vlastnostmi do konstrukčních detailů k přerušení tepelného mostu. Cílem bylo vyhledat problematické detaily obálky budovy a přerušit tepelný tok z interiéru do exteriéru. Jsou to detaily především vyložených, předsazených konstrukcí balónů, oken, atik, ale i konstrukcí ve styku se zemí prostřednictvím základů, jako je pata střední nosné zdi, podlahy na terénu, obvodového a schodišťového zdiva. Přerušením tepelného mostu lze snížit náklady na kontaktní zateplovací systém, nebo více náklady na odstranění následků tepelně technických vad a poruch s
|
|
|
VLIV ZMĚNY NÁHRADNÍ TLOUŠŤKY PRŮŘEZU NA CHOVÁNÍ BETONOVÝCH KONSTRUKCÍ
Hofírek, Radovan ; prof. ing. Jan L. Vítek, CSc. (oponent) ; Borzovič,, Viktor (oponent) ; Zich, Miloš (vedoucí práce)
Správné určení reologických jevů je značně obtížné, neboť záleží na mnoha vstupních parametrech, např. na stáří betonu, velikosti tělesa, relativní vlhkosti prostředí, pevnosti betonu, rychlosti hydratace cementu, vlivu teploty, druhu namáhání a způsobu ošetřování. Tato dizertační práce se zaměřuje na to, jaký vliv má změna náhradní tloušťky betonového průřezu na chování betonových konstrukcí. Tedy jakým způsobem se změní reologické jevy v důsledku nanesení, popř. stržení izolace z povrchu betonových těles v průběhu životnosti konstrukce. Byla provedena dlouhodobá experimentální měření zkušebních těles i reálné mostní konstrukce. Data byla popsána, vyhodnocena a byly navrženy matematické úpravy pro předpisy Model Code 2010 a Model B4 (B3). Tyto nové vztahy umožňují ve výpočtech zohlednit vliv změny náhradní tloušťky betonového průřezu a tím zpřesnit výpočtové modely pro betonové konstrukce.
|
|
|
Thermal and creep analysis of VVER-1000 reactor pressure vessel at high temperatures caused by fuel melting during severe accident
Gabriel, Dušan ; Gál, P. ; Kotouč, M. ; Dymáček, Petr ; Masák, Jan ; Kopačka, Ján
Thermal and creep analysis of the VVER-1000 reactor pressure vessel (RPV) was performed at high temperatures caused by fuel melting during severe accident. First, the integral code ASTEC was applied simulating severe accident evolution since an initiating event up to a hypothetical radioactive release into the environment. The ASTEC outputs including the remaining RPV wall thickness, the heat flux achieved and the temperature profile in the ablated vessel wall served as boundary conditions for the consequent assessment of RPV integrity carried out with the aid of finite element method (FEM). The FEM analysis was performed including the creep behaviour of RPV material using a complex creep probabilistic exponential model with damage. The objective of the analysis was to computationally assess emergency condition and, on this basis, to propose a general methodology for evaluating the integrity of RPV at high temperatures due to fuel melting during severe accident.
|
|
|
Influence of severe plastic deformation and subsequent annealing on creep behaviour of martensitic 9% Cr steel
Král, Petr ; Dvořák, Jiří ; Sklenička, Václav ; Horita, Z. ; Tokizawa, Y. ; Tang, Y. ; Kunčická, Lenka ; Kuchařová, Květa ; Kvapilová, Marie ; Svobodová, M.
The objective of the study is to evaluate the effects of severe plastic deformation (SPD) and annealing on creep behaviour of advanced tungsten modified creep-resistant 9 % Cr martensitic P92 steel. The as-received P92 steel was deformed by high-pressure torsion (HTP), high-pressure sliding (HPS) and rotary swaging (RS) at room temperature prior creep testing. These SPD methods imposed significantly different equivalent plastic strain in the range from 1 up to 20. Constant load creep tests in tension were performed in an argon atmosphere at 873 K and applied stress ranging from 50 to 200 MPa. The microstructure and phase composition of P92 steel were studied using a scanning electron microscope Tescan Lyra 3 and a transmission electron microscope Jeol 2100F. The results show that under the same creep loading conditions the HPT and HPS-processed P92 steel exhibited significantly faster minimum creep rates, creep fracture strain and the decrease in the value of the stress exponent of the creep rate in comparison with as-received P92 steel. However, it was revealed that the RS-processed specimens exhibited one order of magnitude lower minimum creep rate and lower ductility compared to commercial P92 steel. The creep curves for the HPT and HPS-processed states exhibited a pronounced minimum of strain rate. The pronounced minimum of strain rate disappeared when these states were annealed at 923K/500h before application of creep loading. The microstructure changes occurring during creep and different creep behaviour between as-received and deformed states are discussed.
|
|
|
Development and validation of a hypoplastic model for soft clays incorporating rate effects and strength anisotropy
Jerman, Jan ; Mašín, David (vedoucí práce) ; Blahůt, Jan (oponent) ; Hrubešová, Eva (oponent)
Práce představuje rámec a metodiku konstitučního a numerického modelování pro měkké jíly. Měkké jíly se typicky nachází v mořském prostředí, na pobřeží a v okolí řek, měkké jíly jsou také často spojovány s periglaciálními podmínkami. Povrch mořského dna z měkkých jílu se také často nalézá v oblastech, kde dochází k zakládání infrastruktury pro obnovitelné zdroje a těžbu uhlovodíků. Rostoucí světová populace také zvyšuje poptávku po rozšiřování měst na úkor moře - zakládání na měkkých jílech a schopnost navrhovat konstrukce v tomto prostředí se tedy stává velmi důležitým faktorem při stavbě infrastruktury měst ležících na mořském pobřeží. Mechanické chování zemin, především těch jílovitých, je časově závislé. Tato jejich vlastnost je relevantní v mnoha inženýrských projektech, kde je podstatná znalost chování staveb v dlouhodobém měřítku. Toto je zejména důležité právě pro měkké jíly, neboť jejich vysoká stlačitelnost během primární komprese a creepu může vést k tomu, že časově závislé chování těchto zemin musí být bráno v potaz při navrhování konstrukcí. Pomalé svahové pohyby jako velmi pomalé sesuvy, ploužení a creep, jsou typicky závislé na smykových creepových vlastnostech zeminy na smykové ploše a na stavu efektivního napětí. Aby tedy bylo možné předpovídat takovéto svahové deformace pomocí...
|
|
|
Creep of oak dowel: various loading and environmental conditions
Hasníková, Hana ; Kunecký, Jiří ; Hataj, M.
For research of timber joints, the crucial role in force distribution inside the joint is played by distribution and variability of stiffness of the dowels. Not only the instant stiffness, but the one that we can encounter after some longer period. Also, this value and its statistical distribution is influenced by many other factors, however, humidity and temperature are in timber (oak) dowels of utmost importance. In the work results of a creep experiment made using a special testing rig is presented. It has been found, that biggest changes in creep behavior are in case if very humid conditions are present, and, also, that cycling the temperature in high humidity conditions can produce about 104% of the original instantaneous displacement. The result is not surprising, however, new insights are made thanks to relatively high number of samples and ability to produce some statistics. Another outcome is relation of dowel stiffness in time to the level of applied stress, which is quantified in the article.
|
host ::
RSS.