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

Kód výsledku v 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>

Nalezeny alternativní kódy

RIV/60193247:_____/25:N0000009

Výsledek na webu

—

DOI - Digital Object Identifier

—

Jazyk výsledku

čeština

Název v původním jazyce

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

Popis výsledku v původním jazyce

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.

Název v anglickém jazyce

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

Popis výsledku anglicky

The technology is focused on developing a test specimen in the form of a loop and subsequently exposing it at elevated temperature under the combined action of internal steam overpressure and a corrosive environment (fly ash). The loop specimen includes straight sections, bends, and welds. The technology is suitable for: • testing materials under definable experimental parameters (temperature, internal overpressure, corrosive environment, exposure time), • simulating operation in heat exchangers in district heating plants, power plants, and similar facilities, • testing new materials before their deployment in full-scale service, • studying the behavior of given materials and assessing their (remaining) service life.

Druh

Z_tech - Ověřená technologie

CEP obor

—

OECD FORD obor

20301 - Mechanical engineering

Projekt

<a href="/cs/project/TK05020109" target="_blank" >TK05020109: Hodnocení životnosti přehříváků tepelných elektráren</a><br>

Návaznosti

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

Rok uplatnění

2025

Kód důvěrnosti údajů

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

Interní identifikační kód produktu

VZT2500026/TK05020109-V2

Číselná identifikace

—

Technické parametry

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.

Ekonomické parametry

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.

Kategorie aplik. výsledku dle nákladů

—

IČO vlastníka výsledku

60193247; 26316919

Název vlastníka

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

Stát vlastníka

CZ - Česká republika

Druh možnosti využití

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

Požadavek na licenční poplatek

A - Poskytovatel licence na výsledek požaduje licenční poplatek

Adresa www stránky s výsledkem

—