Herbert Leopold GABRYŚ
Elektroenergetyka w Polsce przed końcem roku 2016
W artykule nawiązano do sytuacji polskiej elektroenergetyki na tle wymagań Światowego Porozumienia Klimatycznego. Przedstawiono wyniki firm energetycznych w podziale na dystrybucję i wytwarzanie porównując rezultaty uzyskane w I półroczu 2016 roku z wynikami za I półrocze roku 2015. Porównano także w tym samym okresie strukturę produkcji energii elektrycznej w europejskich krajach OECD i w Polsce. Zwrócono uwagą na występujące tendencje spadkowe. Zamiast podsumowania zadano kilka pytań dotyczących kluczowych wyzwań stojących przed przygotowywaną strategią dalszego rozwoju polskiej elektroenergetyki.
Słowa kluczowe: Światowe Porozumienie Klimatyczne, stan polskiej elektroenergetyki, uwarunkowania analizy przyszłej strategii i polityki energetycznej
Grzegorz WERNER, Patrycja ŻUPA-MARCZUK, Marek KOŁODZIEJ, Wojciech GŁOWACKI
Doświadczenia z inspekcji i diagnostyki katalitycznych instalacji odazotowania spalin
Wykonanie kilkudziesięciu pomiarów gwarancyjnych i optymalizacyjnych instalacji katalitycznego odazotowania spalin oraz wiedza i wieloletnie doświadczenie w pomiarach emisji i doradztwie technicznym pozwoliły firmie „ENERGOPOMIAR” Sp. z o.o. na opracowanie nowej na polskim rynku usługi: inspekcji i diagnostyki instalacji SCR (Selective Catalytic Reduction). Jest to usługa kluczowa dla poprawnej eksploatacji w dłuższym czasie oraz dla optymalnego zarządzania gospodarką remontową. Usługa ta polega na szczegółowym audycie instalacji SCR, obejmującym zarówno ocenę i diagnostykę instalacji w czasie pracy, jak i inspekcje w czasie postoju wraz ze szczegółowym badaniem wkładów katalitycznych wykonywanym przez niezależny zespół ekspertów.
Słowa kluczowe: „ENERGOPOMIAR” Sp. z o.o., SCR – Selective Catalytic Reduction, katalityczne instalacje odazotowania spalin, diagnostyka
Janusz BADUR, Daniel SŁAWIŃSKI, Sebastian KORNET, Tomasz KOWALCZYK, Mateusz BRYK,
Piotr J. ZIÓŁKOWSKI, Michał STAJNKE, Paweł ZIÓŁKOWSKI
Pozaprojektowe ograniczenia mające na celu utrzymanie dyspozycyjności turbiny parowej dużej mocy
Wskazano zagrożenia wynikające z kogeneracyjnej pracy bloków parowych z OZE. Określono miejsca w turbinie, które są najbardziej narażone na zniszczenie. Zaproponowano wykorzystanie adaptacji sprężysto-plastycznej materiału do skrócenia czasów startów i odstawień bloków parowych. Symulacje przeprowadzono z wykorzystaniem numerycznego narzędzia thermal-FSI.
Słowa kluczowe: turbina parowa, dyspozycyjność, zniszczenie
Andrzej BŁASZCZYK, Adam PAPIERSKI, Mariusz SUSIK
Rola obliczeń numerycznych przepływu w modernizacjach pomp
Omówiono rolę modelowania numerycznego trójwymiarowych przepływów w procesach projektowania i optymalizacji układów hydraulicznych pomp w aspekcie realizacji maksymalnych z możliwych sprawności oraz identyfikacji przyczyn ich złej pracy w istniejących układach pompowych. Przedstawiono miejsce metod numerycznych w procedurze projektowania pomp.
Słowa kluczowe: modernizacja pomp, numeryczne modelowanie przepływów
Piotr FURMAŃCZYK, Mirosław GAJEWSKI, Justyna KASIŃSKA, Tadeusz ORZECHOWSKI
Modyfikacja miszmetalem skutecznym sposobem podwyższania właściwości staliw dla energetyki
Przedstawiono wyniki badań wpływu modyfikacji miszmetalem staliwa niestopowego GP240GH, martenzytycznego G17CrMo5–5 i austenitycznego Cr – Ni stabilizowanego tytanem. Eksperymenty przeprowadzano na wytopach przemysłowych, które wykonywano w elektrycznym piecu indukcyjnym o pojemności 3000 kg i zasadowym wyłożeniu tygla. Miszmetal wprowadzano porcjami do kadzi podczas spustu staliwa z pieca. Wykazano bardzo korzystne i wszechstronne oddziaływanie metali ziem rzadkich na strukturę i właściwości staliw.
Słowa kluczowe: miszmetal, modyfikacja staliw
Grzegorz GOLAŃSKI, Jerzy KUPCZYK, Janusz DOBRZAŃSKI, Adam ZIELIŃSKI, Stanisław MROZIŃSKI
Wpływ szybkości chłodzenia z zakresu dwufazowego na właściwości i mikrostrukturę staliwa L20HM
Opisano wyniki badań mikrostruktury i właściwości mechanicznych staliwa L20HM po ok. 186 000 h eksploatacji w temperaturze 535°C oraz po regeneracyjnej obróbce cieplnej. Obróbka cieplna badanego staliwa polegała na wyżarzaniu zupełnym i następnie wyżarzaniu niezupełnym z chłodzeniem z trzema różnymi szybkościami. W zależności od zastosowanej szybkości chłodzenia w badanym staliwie uzyskano różną mikrostrukturę i właściwości mechaniczne. Na podstawie przeprowadzonych badań wykazano, że w wyniku przyspieszonego chłodzenia z zakresu dwufazowego istnieje możliwość podwyższenia właściwości wytrzymałościowych staliwa regenerowanego przy zachowaniu wymaganej udarności.
Słowa kluczowe: staliwo L20HM, badania mikrostruktury, badania właściwości mechanicznych
Adam HERNAS, Iwona BEDNARCZYK, Adrian MOŚCICKI, Stanisław FUDALI, Jerzy HAJDA
Mikrostruktura i ciągliwość stali HR3C po starzeniu w 650°C
Podano wyniki badań austenitycznej stali HR3C rekomendowanej do stosowania na wężownice przegrzewaczy pary kotłów na parametry nadkrytyczne pracujące w temperaturze około 650°C. Materiałem do badań był materiał rodzimy oraz złącza spawane wykonane w RAFAKO SA poddane cyklicznej obróbce cieplnej w temperaturze 650°C. Zakres badań obejmował głównie obróbkę cieplną, pomiary pracy łamania, ocenę mikro- i substruktury oraz morfologii przełomów próbek udarnościowych. Wyniki badań ujawniły znaczny spadek pracy łamania i kruchość stali po zastosowanej obróbce cieplnej spowodowane intensywnym procesem wydzieleniowym węglików M23C6 głównie po granicach ziaren i bliźniaków austenitu.
Słowa kluczowe: stal HR3C, badania mikrostruktury, badania ciągliwości
Sebastian KORNET, Paweł ZIÓŁKOWSKI, Janusz BADUR
Badania niszczące złącza doczołowego wykonanego ze stali o podwyższonej wytrzymałości S420 G2+M pod wodą na głębokości 30 m
Przedstawiono wyniki badań niszczących złącza doczołowego wykonanego w środowisku wody słodkiej na 30 metrach głębokości. Do spawania użyto blach ze stali konstrukcyjnej o podwyższonej wytrzymałości S420 G2+M o strukturze ferrytyczno-perlitycznej umacnianej przy pomocy regulowanego walcowania. Złącze zostało wykonane w symulatorze do spawania i cięcia na dużych głębokościach. Wykorzystano metodę spawania lokalnej komory suchej. Jako gaz osłonowy użyto argon. Ze złącza zostały wykonane próbki do badań niszczących zgodnie z normami europejskimi (PN-EN). Przeprowadzono następujące badania niszczące: badania metalograficzne mikro- i makroskopowe, statyczną próbę rozciągania oraz próbę gięcia.
Słowa kluczowe: złącze doczołowe, badania metalograficzne
Barbara KOŚCIELNIAK, Adam HERNAS, Sławomir KĄC
Korozja wysokotemperaturowa różnoimiennych złączy spawanych ze stali martenzytycznych i austenitycznych
Przedstawiono wyniki badań korozyjnych i strukturalnych różnoimiennych złączy spawanych z żarowytrzymałych stali w osnowie ferrytycznej (T91, VM12 i 13CrMo4-5), austenitycznych (T347 i Super 304 H) oraz nadstopu niklu IN 617, które poddano testom korozyjnym w środowisku zawierającym siarkę i chlor w temperaturze 650°C. Złącza wykonano metodą laserową oraz TIG. Celem badań była ocena odporności na korozję wysokotemperaturową różnoimiennych złączy z materiałów rekomendowanych na przegrzewacze pary w kotłach nadkrytycznych oraz na biomasę w temperaturze 650°C. Badania wykazały bardzo dobrą odporność korozyjną stali austenitycznych w agresywnym środowisku. Dodatkowo, złącza spawane laserowo cechują się względnie korzystniejszymi właściwościami korozyjnymi od podobnych złączy z materiałów spawanych metodą TIG.
Słowa kluczowe: złącze spawane, badania korozyjne i strukturalne
Andrzej KUREK, Justyna KOZIARSKA, Tadeusz ŁAGODA
Zastosowanie teorii dużych odkształceń w jednoosiowym rozciąganiu-ściskaniu wybranych metali
Podano różnice pomiędzy charakterystykami zmęczeniowych opracowanymi przy uwzględnieniu w obliczeniach założeń teorii małych i dużych odkształceń. Jest to problem szczególnie ważny w przypadku materiałów o wysokiej wytrzymałości, sprężysto-plastycznych i pracujących w warunkach zmęczenia niskocyklowego.
Słowa kluczowe: teoria dużych odkształceń, rozciąganie-ściskanie metali
Andrzej KUREK, Paweł KUREK, Mariusz ŁAPKA
Wpływ obróbki cieplnej na trwałość zmęczeniową bimetalu stal-tytan
Przedstawiono wyniki badań zmęczeniowych bimetalu stal-tytan platerowanego metodą wybuchową oraz materiału rodzimego i nakładanego. Badaniu poddano próbki wykonane z bimetalu będącego połączeniem stali S355J2 z tytanem SB 265 G1 nakładanym w procesie platerowania. Badano zarówno materiał przed platerowaniem (tytan) oraz po platerowaniu, przed i po obróbce cieplnej.
Słowa kluczowe: bimetal stal-tytan, trwałość zmęczeniowa, obróbka cieplna
Marta KUREK, Mirosław W. MRZYGŁÓD, Tadeusz ŁAGODA
Zastosowanie nowego modelu szacowania trwałości zmęczeniowej do projektowania konstrukcji pracujących w podwyższonych temperaturach
Opisano sposób szacowania trwałości zmęczeniowej próbek cylindrycznych wykonanych ze stali SUS304 w warunkach cyklicznego proporcjonalnego rozciągania-ściskania ze skręcaniem. Badania zmęczeniowe analizowanego materiału przeprowadzono w podwyższonej temperaturze (923K). W artykule przedstawiono porównanie trwałości zmęczeniowej obliczonej wg modelu Carpinteriego oraz modelu własnego. Oba modele bazują na koncepcji płaszczyzny krytycznej. Na przykładzie projektowania zmęczeniowego pokazano, jaki wpływ na kształtowanie się konstrukcji mają analizowane kryteria.
Słowa kluczowe: szacowanie trwałości zmęczeniowej, kształtowanie konstrukcji
Katarzyna MAKOWSKA, Zbigniew L. KOWALEWSKI
Ocena stopnia degradacji materiałów ferromagnetycznych technikami magnetycznymi
Opisano i porównano ze sobą dwie techniki badawcze, opierające się na wykorzystaniu zjawiska szumu Barkhausena i emisji magnetoakustycznej. Omówiono wpływ częstotliwości prądu magnesującego na wartości uzyskiwanych pomiarów. Zwrócono także uwagę na zmiany parametrów magnetycznych w funkcji wprowadzonego odkształcenia trwałego w odniesieniu do zmian właściwości mechanicznych badanej stali.
Słowa kluczowe: materiały ferromagnetyczne, techniki magnetyczne, zjawisko szumu Barkhausena, emisja magnetoakustyczna
Kazimierz MUTWIL, Marek CIEŚLA, Grzegorz JUNAK, Tomasz KAWAŁA
Wpływ technologii wykonania łuków rurowych ze stali 14MoV6-3 na ich prognozowaną trwałość eksploatacyjną
W procedurach projektowania instalacji energetycznych zakłada się, że własności mechaniczne wszystkich elementów, z których zbudowana jest instalacja odpowiadają własnościom mechanicznym materiału w stanie dostawy. Typowym elementem rurociągów wymagającym kształtowania plastycznego na gorąco są łuki rurowe produkowane różnymi metodami. Obecnie do gięcia rur o dużych średnicach ze stosunkowo niewielkimi promieniami coraz częściej stosuje się giętarki z zastosowaniem strefowego nagrzewania indukcyjnego. Proces kształtowania łuku związany jest z dużą niejednorodnością rozkładu naprężenia i odkształcenia w obszarze wytwarzanego łuku, co może mieć znaczący wpływ na jego właściwości mechaniczne. W artykule przedstawiono wyniki badań podstawowych właściwości mechanicznych materiału rury i łuku wykonanego ze stali14MoV6-3. Dokonano również oceny jego właściwości użytkowych na podstawie badań symulujących warunki pracy ustalonej (pełzanie) i nieustalonej (zmęczenie niskocyklowe) instalacji rurociągowej. Stanowiło to podstawę do prognozowania trwałości wykonanego łuku w warunkach eksploatacji.
Słowa kluczowe: gięcie rur, właściwości mechaniczne, pełzanie, zmęczenie niskocyklowe, trwałość
Jerzy OKRAJNI, Mariusz TWARDAWA
Wpływ różnych rodzajów obciążeń elementów urządzeń energetycznych na przebieg zachodzących w nich procesów reologicznych i zmęczenia
W artykule przedstawione zostały podstawowe oddziaływania występujące w elementach urządzeń energetycznych. Rozpatrzono procesy pełzania, relaksacji naprężeń i zmęczenia. W celu wyznaczenia charakterystyk tych procesów zastosowano metody komputerowego modelowania. Opisano sposób wyznaczania charakterystyk odkształcania oraz wykazano, że skutkiem każdego z rozpatrywanych rodzajów obciążeń jest odmienne zachowanie się elementów instalacji i odmienne charakterystyki powinny być stosowane do opisu zjawisk powstawania uszkodzeń w poddanych analizie elementach. Podkreślono istotną rolę zmęczenia cieplno-mechanicznego w grubościennych elementach bloków energetycznych o podwyższonych parametrach pracy.
Słowa kluczowe: urządzenia energetyczne, procesy pełzania, relaksacja naprężeń, zmęczenie
Tadeusz PAŁA, Ihor DZIOBA, Robert PAŁA
Mikrostruktura i właściwości mechaniczne spawanych laserowo doczołowych złączy rur ze stali ferrytycznych
Przedstawiono wyniki badań wykonanych na złączach spawanych doczołowo za pomocą lasera na rurach z dwóch gatunków stali: 16Mo3 i P235GH. Przeprowadzono badania mikrostruktury, wyznaczono rozkłady twardości w złączach oraz charakterystyki wytrzymałościowe i odporności na pękanie materiału w różnych strefach tych złączy. Uzyskane wyniki wskazują, że spawanie laserowe pozwala na uzyskanie spoin o wysokim poziomie charakterystyk wytrzymałościowych oraz odporności na pękanie na poziomie eliminującym występowanie pękania kruchego.
Słowa kluczowe: doczołowe złącza rur, spawanie laserowe, mikrostruktura, właściwości mechaniczne
Tadeusz PAŁA, Ihor DZIOBA
Doświadczalno-numeryczna analiza wytrzymałości złączy spawanych laserowo ze stali S960QC
Przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych złączy spawanych laserowo, które posłużyły do stworzenia modelu numerycznego. Badania obejmowały wyznaczenie rozkładu twardości oraz właściwości mechanicznych w poszczególnych odcinkach złącza spawanego. Próby jednoosiowego rozciągania złącza spawanego przeprowadzono z wykorzystaniem optycznego wideosystemu Aramis, umożliwiającego rejestrację przemieszczeń na powierzchni próbki oraz uzyskiwanie pola odkształceń na powierzchni złącza spawanego. Przeprowadzono numeryczną symulację obciążenia złącza spawanego na podstawie wyznaczonych charakterystyk wytrzymałościowych i wykonanego modelu MES.
Słowa kluczowe: złącza spawane laserowo, analiza wytrzymałości, model numeryczny
Janusz POSPOLITA, Wojciech POSPOLITA, Roman STACHOWICZ
Wskaźniki określające stopień zużycia elementów mielących młyna węglowego
Bieżący monitoring stanu technicznego zespołów młynowych pozwala na utrzymanie pożądanej jakości pyłu węglowego, jak również na ograniczenia zużycia energii na potrzeby własne. W artykule przedstawiono trzy wskaźniki eksploatacyjne, które mogą służyć do oceny stopnia zużycia elementów mielących młyna węglowego. Są to: jakość przemiału, jednostkowe zużycie energii na przygotowanie pyłu węglowego, a także wysokość warstwy mieliwa pod elementami mielącymi. Poddano analizie wyniki badań młynów typu RP wykonanych w odstępie kilkunastu lat w Elektrowni Opole. Wskazano jak wyżej wymienione wskaźniki wiążą się z czasem pracy elementów mielących. Przedstawiono wnioski co do możliwości oceny stanu technicznego młyna na podstawie monitoringu tych wskaźników.
Słowa kluczowe: młyn węglowy, wskaźniki eksploatacyjne, ocena stanu technicznego
Tomasz STECHNIJ, Stanisław ZABORSKI, Dariusz POROŚ
Korelacja chropowatości powierzchni kontaktu wybranych materiałów z rezystancją zestykową
Artykuł zawiera rezultaty serii badań zagadnienia rezystancji zestykowej przewodników w funkcji parametrów struktury geometrycznej powierzchni. Zrealizowano kilkadziesiąt prób na autorskim stanowisku pomiarowym, stosowano materiały o różnorodnych strukturach geometrycznych powierzchni, przygotowanych celowo dla eksperymentu. Głównym celem realizowanego przez autorów cyklu badawczego jest empiryczna ocena zmiany rezystancji zestykowej w kontekście zastosowanych technik obróbki powierzchni styków.
Słowa kluczowe: rezystancja zestykowa przewodników, struktura geometryczna powierzchni
Zdzisław ŚLODERBACH
Niejednoznaczność deformacyjno-wymiarowa wynikająca z dyrektywy UE dotyczącej gięcia rur dla dużych i małych odkształceń
Wyprowadzono zależności dla obliczania maksymalnych wielkości odkształceń w miarach odkształceń logarytmicznych, które są słuszne dla przypadku dużych i małych deformacji, jakie powstają w procesie gięcia rur na giętarkach w warstwach rozciąganych i ściskanych i są oparte na Dyrektywie UE. Dyrektywa dotyczy wytwarzania urządzeń ciśnieniowych zgodnie z europejsko-unijnymi i polskimi wymaganiami. Wykazano, że dla przypadku dużych deformacji, jakie zachodzą podczas gięcia rur na kolana wartości odkształcenia liczone w miarach odkształceń logarytmicznych (rzeczywistych) i względnych dają różne wartości obliczeniowe, lecz równe grubości ścianki w strefie gięcia i zgięcia. W przypadku użycia miar odkształceń względnych słusznych dla małych odkształceń, wówczas różne są zarówno wartości składowych i intensywności odkształcenia, a także grubości ścianki. Obliczono także wymagane grubości początkowych-wyjściowych ścianek rur przeznaczonych do gięcia, aby po zgięciu otrzymać żądaną grubość ścianki kolana. Obliczeniowe rezultaty przedstawiono w postaci odpowiednich wykresów.
Słowa kluczowe: gięcie rur, odkształcenia, niejednoznaczność deformacyjno-wymiarowa
Paweł ZIÓŁKOWSKI, Janusz BADUR, Grzegorz BZYMEK
Modelowanie węzła stopnia regulacyjnego turbin typu 360 MW
Przedstawiono zagadnienia dotyczące modelowania pracy stopnia regulacyjnego nakierowane na podniesienie bezpieczeństwa regulacji turbiny typu 360 MW. Przy obecnym stanie obciążenia turbin parowych staje się zasadnym sięganie do coraz dokładniejszych narzędzi obliczeniowych. Szerokie możliwości obliczeniowe zapewniają narzędzia numeryczne FSI (Fluid Solid Interacion), pozwalające określić oddziaływania płyn - ciało stałe. W artykule omówiono wyniki analizy FSI. Przedstawiono zagadnienia typowo przepływowe, które rozwiązywano metodami CFD (Computational Fluid Dynamic) oraz przeanalizowano zagadnienia wytrzymałościowe za pomocą CSD (Computational Solid Dynamic), które pozwalają wyznaczyć wytężenie w wybranych elementach turbiny. Odniesiono się również do sposobu zarządzania żywotnością. Przedstawione analizy należy uznać za użyteczne w procesie określania niezawodności węzła stopnia regulacyjnego i podnoszące ogólnie pojęte bezpieczeństwo eksploatacji turbin parowych.
Słowa kluczowe: węzeł stopnia regulacyjnego, modelowanie, regulacja turbin