Řízení životnosti procesních zařízení v průmyslové praxi
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Mark
P
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract
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.
This dissertation examines life-time management of process and energetic devices in industrial practice, mainly in the area of steam power plants. Furthermore, it focuses on frequent damage mechanisms occurring in this area. It summarizes basics of damaging mechanisms occurring in the process industry area, their monitoring, evaluation and prediction. In the area of steam power plants, the main emphasize was placed on cumulative damage mechanisms. Within the dissertation, mechanisms of creep, fatigue, and their combinations were assessed. Major European standards were examined in order to discuss the amount of contained conservatism and their usability. Subsequently, attention was paid to the methods applicable for creep and fatigue combination evaluation. In the next step life-time monitoring and evaluation standard was discussed. The diagnostic software was created which includes creep, fatigue and creep-fatigue combination evaluation according to valid standards. For online life-time evaluation was proposed refined analytical solution for stress and strain calculation. To further extend the life-time management, the dissertation describes oxide scale damaging together with its evaluation and implementation into diagnostic software. The proposed software is extended by the material module which on the basis of defined materials allows easy and effective usage of material characteristics. For the purpose of refining life-time prediction accuracy, experimental device was schematically described. In addition, the device should be also able to verify used equations. Furthermore, the dissertation includes solution to industrially oriented cases. Firstly, a steam generator with damaged pipes was analyzed, afterwards damaged transferring pipeline. Further analyses deal with U-tube heat exchanger and its damaging. The causes of damage were discovered and corrective measures were proposed. The dissertation concludes with the summarization of potential activities for subsequent research in examined area.
This dissertation examines life-time management of process and energetic devices in industrial practice, mainly in the area of steam power plants. Furthermore, it focuses on frequent damage mechanisms occurring in this area. It summarizes basics of damaging mechanisms occurring in the process industry area, their monitoring, evaluation and prediction. In the area of steam power plants, the main emphasize was placed on cumulative damage mechanisms. Within the dissertation, mechanisms of creep, fatigue, and their combinations were assessed. Major European standards were examined in order to discuss the amount of contained conservatism and their usability. Subsequently, attention was paid to the methods applicable for creep and fatigue combination evaluation. In the next step life-time monitoring and evaluation standard was discussed. The diagnostic software was created which includes creep, fatigue and creep-fatigue combination evaluation according to valid standards. For online life-time evaluation was proposed refined analytical solution for stress and strain calculation. To further extend the life-time management, the dissertation describes oxide scale damaging together with its evaluation and implementation into diagnostic software. The proposed software is extended by the material module which on the basis of defined materials allows easy and effective usage of material characteristics. For the purpose of refining life-time prediction accuracy, experimental device was schematically described. In addition, the device should be also able to verify used equations. Furthermore, the dissertation includes solution to industrially oriented cases. Firstly, a steam generator with damaged pipes was analyzed, afterwards damaged transferring pipeline. Further analyses deal with U-tube heat exchanger and its damaging. The causes of damage were discovered and corrective measures were proposed. The dissertation concludes with the summarization of potential activities for subsequent research in examined area.
Description
Citation
LOŠÁK, P. Řízení životnosti procesních zařízení v průmyslové praxi [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2016.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
Konstrukční a procesní inženýrství
Comittee
doc. Ing. Zdeněk Skála, CSc. (předseda)
prof. Dr.-habil. Jiří Klemeš, DSc., dr.h.c. (člen)
prof. Ing. Petr Stehlík, CSc., dr. h. c. (člen)
Ing. Miloslav Odstrčil, CSc. (člen)
RNDr. Petr Žaloudík, CSc. (člen)
doc. Ing. Zdeněk Jegla, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Jiří Hájek, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2016-05-05
Defence
Téma DDP je věnováno životnosti procesních a energetických zařízení, zejména v oblasti parních elektráren. Práce se zabývá degradačními mechanismy materiálu (creep, koroze, únava mater.) a způsobu vyhodnocování na životnost expon. částí tlakového systému parních kotlů. Výpočtové vztahy byly upřesněny experimentem a jeho vyhodnocením. Použité metody zpracování jsou odpovídající souč. stupni poznání a jsou na dobré úrovni.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení