Exposure loop for evaluating material properties for application in high-temperature industrial pressure systems

Result code in IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F26316919%3A_____%2F25%3AN0000092" target="_blank" >RIV/26316919:_____/25:N0000092 - isvavai.cz</a>

Alternative codes found

RIV/60193247:_____/25:N0000009

Result on the web

—

DOI - Digital Object Identifier

—

Result language

čeština

Original language name

Expoziční smyčka pro hodnocení vlastností materiálů pro aplikaci ve vysokoteplotních průmyslových tlakových systémech

Original language description

Technologie je zaměřena na vytvoření zkušebního tělesa, smyčky, a jeho následnou expozici za zvýšené teploty se spolupůsobícím vnitřním přetlakem vodní páry a korozního prostředí (popílku). Těleso smyčky obsahuje rovné části, ohyby a svary. Technologie je vhodná pro: • zkoušení materiálů s definovatelnými parametry experimentu (teplota, vnitřní přetlak, korozní prostředí, doba expozice), • simulaci provozu ve výměnících tepla v teplárnách, elektrárnách a podobných zařízeních, • zkoušení nových materiálů před jejich uvedením do ostrého provozu, • studium chování daných materiálů a hodnocení jejich (zbytkové) životnosti.

Czech name

Expoziční smyčka pro hodnocení vlastností materiálů pro aplikaci ve vysokoteplotních průmyslových tlakových systémech

Czech description

—

Type

Z_tech - Verified technology

CEP classification

—

OECD FORD branch

20301 - Mechanical engineering

Project

<a href="/en/project/TK05020109" target="_blank" >TK05020109: Evaluation of service life of thermal power plant superheaters</a><br>

Continuities

P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)

Publication year

2025

Confidentiality

S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Internal product ID

VZT2500026/TK05020109-V2

Numerical identification

—

Technical parameters

Ověřená technologie využívá laboratorní expoziční smyčku k simulaci dlouhodobého provozu trubkových materiálů ve vysokoteplotních průmyslových tlakových systémech za současného působení zvýšené teploty, vnitřního přetlaku vodní páry a korozního prostředí ve formě popílku. Základ zařízení tvoří upravená odporová pec CLASSIC 5013L s těsnicí izolační deskou tloušťky 120 mm a zkušební těleso ve formě uzavřeného svařence z přehřívákové trubky o rozměru OD 38 × 6,3 mm, sestaveného z rovných částí, ohybů 180° o poloměru 60 mm a svarových spojů. Svařování je realizováno metodou TIG ve třech vrstvách svařovacím drátem o průměru 2,0 mm při proudu 105 A, napětí 16,5–16,9 V a tepelném příkonu do 1,5 kJ/mm, přičemž konstrukce umožňuje provedení homogenních i heterogenních svarových spojů různých energetických ocelí. Technologie byla navržena ve dvou variantách: typ I pro expozici jedné smyčky v horizontální poloze s částí tělesa v peci a částí v korozním zásypu, s možností lokálních teplotních šoků pomocí kapilárního systému, a typ II pro současnou expozici dvou smyček ve svislé poloze přímo v peci s částečným uložením v popílku. U varianty typu I je využívána smyčka o délce minimálně 700 mm s možností umístění vnitřních vzorků do parního prostoru, zatímco u typu II je maximální délka smyčky 530 mm a sestava je optimalizována pro paralelní porovnání více materiálů nebo více časových řezů expozice. Komora pro korozní zásyp je tvořena válcovým pláštěm o vnějším průměru 410 mm, výšce 420 mm a tloušťce stěny 1,6 mm, s otvorem šířky 200 mm pro vsunutí smyčky a s odtahovým komínkem o průměru 90 mm. Pro variantu typu I je k dispozici kapilární systém pro lokální ochlazování, tvořený zahnutou trubicí ze Zr-slitiny o rozměru OD 9,15 × 0,6 mm a délce 650 mm se čtyřmi otvory pro vstřik vody. Vnitřní objem vyrobených smyček se pohybuje přibližně v rozmezí 0,513–0,829 dm³, přičemž těsnost těles byla ověřena vakuovou a tlakovou zkouškou v rozsahu přibližně 200–250 bar bez detekovaného poklesu tlaku. Zařízení je osazeno termočlánky typu K a tlakovými převodníky Cressto TMG 747 D3F s digitálním měřicím řetězcem ICP Com 719R pro kontinuální záznam a archivaci provozních dat. Technologie byla navržena pro expoziční teploty 550, 600, 650 a 700 °C a pro vnitřní tlak 15, 20 a 25 MPa; pevnostní výpočty však ukázaly, že při tloušťce stěny 6,3 mm je bezpečný provozní rozsah prakticky limitován přibližně do 650 °C, kdy využití stěny dosahuje 55 % při vnitřním tlaku 19,0 MPa, zatímco při 700 °C již dochází k meznímu až překračovanému namáhání. Technologie je určena pro zkoušení nových materiálů před nasazením do provozu, simulaci provozu ve výměnících tepla, studium degradačních procesů a hodnocení zbytkové životnosti materiálů energetických zařízení.

Economical parameters

Technologie umožňuje věrnější laboratorní simulaci provozu vysokoteplotních tlakových systémů. Její ekonomický přínos spočívá zejména v možnosti získat přesnější data pro hodnocení degradace materiálů a zbytkové životnosti před jejich nasazením do provozu (zvýšení spolehlivosti zařízení, snížení rizika předčasného poškození). Provoz smyčky je koncipován jako dlouhodobý, s kontinuálním záznamem teploty a tlaku; funkčnost zařízení byla ověřena expozicí v délce 10 072 hodin při teplotě 550 °C a tlaku až 23,5 MPa. Technologie je poskytována formou zakázkové služby, přičemž její ekonomická hodnota spočívá také v unikátnosti řešení. Cena realizace je tvořena náklady na výrobu svařence, materiál, energie, měření a navazující mechanické, metalografické či další speciální analýzy podle požadavků zákazníka; významnou složku ceny současně představuje přidaná hodnota ve formě mechanických testů pomocí mini-vzorků, interpretace výsledků a hodnocení degradačních procesů.

Application category by cost

—

Owner IČO

60193247; 26316919

Owner name

UJP Praha a.s.; COMTES FHT a.s.

Owner country

CZ - CZECH REPUBLIC

Usage type

A - K využití výsledku jiným subjektem je vždy nutné nabytí licence

Licence fee requirement

A - Poskytovatel licence na výsledek požaduje licenční poplatek

Web page

—