Тема 3. Диагностика эксплуатационных разрушений подогревателей высокого давления
План:
1. Причины эксплуатационных разрушений подогревателей высокого давления. Спирали ПВД.
2. Причины эксплуатационных разрушений подогревателей высокого давления. Коллекторы ПВД.
Краткое изложение каждого вопроса
Подробное описание темы приведено в монографии [1].
1) Причины эксплуатационных разрушений подогревателей высокого давления. Спирали ПВД. Подогреватели высокого давления (ПВД) предназначены для подогрева питательной воды в системах регенерации паровых турбин за счет охлаждения и конденсации пара, отбираемого из промежуточных ступеней турбин, и за счет охлаждения конденсата греющего пара. В данном пункте рассматривается ПВД коллекторно–спиральной конструкции с горизонтальными плоскоспиральными трубными элементами, применяемых на ГРЭС АО «Евроазиатская энергетическая корпорация». Тип подогревателя ПВ–450–380–66М. Материал спиралей – трубы из сталь 20 по техническим условиям [ТУ 14–3Р–55 – 2001], номинальный размер – наружный диаметр 32 мм, толщина стенки 5 мм. Температура питательной воды на входе в ПВД 270 оС, температура пара на входе в ПВД 399 оС. Согласно [СО 153–34.17.439 – 2003], расчетный срок службы ПВД 30 лет.
Разрушение расположено на растянутой зоне спирали и представляет собой продольный вырыв части трубы (рисунок 3.1). Длина вырванной части спирали 150 мм. Внешний вид плоскости отрыва свидетельствует, что разрыв металла хрупкий. На момент разрушения наработка спирали составила 24 года.
С тем, чтобы визуально проконтролировать состояние внутренней поверхности спиральной трубы, не разрушенная часть витка спирали была разрезана на патрубки, что позволило выполнить визуально–измерительный контроль внутренней поверхности и провести металлографический анализ металла неразорвавшейся части спирали. Установлено, что внутренняя поверхность спирали покрыта плотными, прочно сцепленными с металлом трубы отложениями толщиной до 0,1 мм. Имея в виду температуру питательной воды в спиралях ПВД, правомерно полагать, что, так же как и внутренняя поверхность радиационных или конвективных пароперегревателей, на внутренней поверхности спиралей в начальной стадии эксплуатации происходит электрохимическое взаимодействие между железом и водой, в результате чего образуется защитная пленка магнетита Fe3O4 [1]. Образовавшийся слой магнетита защищает внутреннюю поверхность спирали от коррозии в процессе эксплуатации ПВД [1]. Поэтому внутренний диаметр спиральной трубы, несмотря на длительный срок эксплуатации, находится в пределах номинальных значений (22 мм) с учетом поля допуска по техническим условиям [ТУ 14–3Р–55 – 2001].
В отличие от внутренней поверхности, наружная поверхность спиралей сильно поражена коррозией – это видно и на рисунке 3.1, а также и на фотографии поперечного сечения неразорвавшейся части спирали (рисунок 3.2, а). В результате коррозии за время эксплуатации толщина стенки спирали заметно уменьшилась – это следует из рассмотрения продольного сечении плоскости отрыва. Так, в сечении, отмеченном на рисунке 3.1 стрелкой, толщина стенки составляет лишь 3,2 мм.
На ГРЭС АО «Евроазиатская энергетическая корпорация» эксплуатируются котлы ПК–39, имеющие кислородно–воздушный водно–химический режим. По данным станции, скапливающийся в межтрубном пространстве рассматриваемого ПВД конденсат имеет слабокислую среду (рН = 6,8). Поэтому в течение всего процесса эксплуатации наружная поверхность, по–видимому, подвергалась электрохимической коррозии с водородной деполяризацией. Согласно ряду работ, при электрохимической коррозии выделяющийся на катодных участках коррозионных гальванопар атомарный водород адсорбируется на поверхности металла, а затем диффундирует в металл. Водород в стали может образовывать газовые полости, а также вступать в химическое взаимодействие с примесями, содержащимися в металле. Как отмечается в этих работах, при высоких температурах и давлениях атомарный водород реагирует с углеродом твердого раствора по реакции
4Н + С = СН4 (3.1)
Кроме того, атомарный водород реагирует и с углеродом, находящимся в цементите, по реакции
4Н + Fe3C = 3Fe + СН4 (3.2)
Образующийся метан располагается преимущественно по границам зерен. Независимо от того, образует ли водород газовые полости, взаимодействует ли с примесями, образует ли с углеродом метан, наводороживание приводит к охрупчиванию стали. Так, например указывается, что в результате электролитического наводороживания до содержания водорода 17,01 см3/100 г относительное удлинение и относительное сужение отожженной стали 20 снижаются до нуля, ударная вязкость с исходного значения 22,1 кг∙м/см2 уменьшается до 10,4 кг∙м/см2. Вместе с тем, здесь же отмечается, что наводороживание мало влияет на прочностные свойства (временное сопротивление и предел текучести).
Выше уже отмечалось, что внешний вид плоскости отрыва части спирали (рисунок 3.1) свидетельствует о хрупком механизме разрушения, что, по нашему мнению, подтверждает факт наводороживания металла спирали в процессе эксплуатации. Но металл и не разрушенной части спирали также хрупкий. Кроме прочих испытаний, технические условия [ТУ 14–3Р–55 – 2001] предусматривают выполнение технологической пробы на сплющивание. При этом для углеродистых сталей образец в виде патрубка длиной, равной диаметру, для труб с наружным диаметром 32 мм и толщиной стенки 5 мм должен выдерживать сплющивания до расстояния 22,9 мм без образования трещин. В действительности же патрубок, вырезанный из не разрушенной части спирали, претерпел хрупкое разрушение уже при незначительном сплющивании – всего лишь до 30,1 мм (рисунок 3.2, б).
Сталь 20 является перлитной сталью, т.е. в исходном состоянии микроструктура этого материала должна состоять из феррита и перлита. Однако металлографический анализ показал, что перлит в стали отсутствует, границы между зернами четко просматриваются в виде темных объектов (рисунок 3.3); отличие в микроструктуре по кромке раскрытия и не разрушенной части спирали отсутствует. Отметим также, что представленная на рисунке 3.3 микроструктура имеет место по всему сечению стенки спирали. Фотография микроструктуры (рисунок 3.3) выполнена по травленному шлифу. Однако и на не травленном шлифе микроструктура мало отличается от той, что представлена на рисунок 3.3 – границы зерен просматриваются в виде темных объектов подобно графитным включениям на не травленных шлифах чугунов. Правомерно полагать, что темные объекты по границам ферритных зерен – это вскрывшиеся при подготовке микрошлифов полости, в которых находился метан [1].
В процессе длительной эксплуатации ПВД в результате электрохимической коррозии металл спирали (сталь 20) постоянно насыщался атомарным водородом, который взаимодействовал с углеродом по реакциям (3.1) и (3.2), – этот процесс, приводит к обезуглероживанию стали. Косвенным подтверждением обезуглероживания являются изложенные выше результаты металлографического анализа спирали. В рассматриваемом случае представляет практический интерес количественно оценить процесс обезуглероживания, т.е. определить содержание углерода в металле. Результат проведенного стандартными методами аналитической химии анализа металла спирали приведен в таблице 3.1.
Как видно из табличных данных, содержание прочих элементов находится в пределах требований [ТУ 14–3Р–55 – 2001]. Содержание же углерода по крайней мере в 4,5 раза ниже нижнего предела, предусмотренного техническими условиями для стали 20.
Таблица 3.1 – Результаты химического анализа металла спиралей ПВД
Место отбора пробы
|
Содержание химического элемента, %
|
С
|
Si
|
Mn
|
Cr
|
S
|
P
|
Кромке отрыва
|
0,035
|
0,30
|
0,51
|
0,09
|
0,021
|
0,027
|
Не разрушенная часть спирали
|
0,037
|
0,31
|
0,50
|
0,09
|
0,022
|
0,027
|
Требование [ ТУ 14–3Р–55 – 2001] для стали 20
|
0,17–0,24
|
0,17–0,37
|
0,35–0,65
|
не более 0,25
|
не более
0 ,025
|
не более 0,03
|
Поскольку за счет коррозии наружной поверхности спиралей толщина стенки уменьшилась, целесообразно рассчитать минимально допустимую толщину стенки. Расчет выполнен по методике нормативного документа [РД 10–249–98], при этом для расчета взяты следующие паспортные данные ПВД: давление питательной воды в спиралях 380 кгс/мм2, температура пара на выходе из охладителя 285 оС. Расчеты показали, что для этих условий эксплуатации минимально допустимая толщина стенки спирали составляет 3,9 мм. Однако, как было указано выше, в результате местной коррозии в одном из сечений разрушенной части спирали толщина стенки равна 3,2 мм (рисунок 3.1).
Таким образом, в процессе длительной эксплуатации коррозия наружной поверхности спирали привела к двум необратимым последствиям – снижению пластических свойств металла в результате его наводороживания и местному утонению стенки спирали сверх допустимого уровня. Охрупчивание металла, по–видимому, снизило способность спирали реагировать на теплосмены, например, при пусках и остановах ПВД. В свою очередь, местное утонение стенки привело к тому, что спиральная труба в этом сечении утратила способность выдерживать давление питательной воды внутри трубы. Совместное влияние этих двух факторов и явилось причиной рассматриваемого эксплуатационного разрушения спирали ПВД.
Естественно полагать, что для надежной, т.е. безаварийной работы спиралей необходим мониторинг этих двух факторов в процессе эксплуатации ПВД. Действующие в теплоэнергетике нормативные документы по контролю и диагностике ПВД, кроме визуального контроля доступных мест, предусматривают, по существу, лишь толщинометрию стенок спиралей. Однако конструкция спиралей такова, что измерить толщину стенки возможно только в доступных местах, при этом подавляющая часть наружной поверхности спиралей недоступна для датчика толщиномера. В частности, показанное на рисунке 3.1 местное утонение невозможно было выявить толщиномером, поскольку витки спирали по высоте близко примыкают друг к другу. Следовательно, толщинометрия как способ контроля спиралей не может дать объективную и исчерпывающую информацию о толщине стенки спиралей в целом. Это утверждение правомерно еще и по той причине, что измерение толщины выполняется по точкам – при таком контроле даже при наличии доступа ко всей наружной поверхности спиралей необходимо было бы выполнить измерение в бесконечном количестве точек, что на практике не осуществимо.
В данном пункте рассмотрен случай эксплуатационного разрушения спирали ПВД, когда коррозия наружной поверхности привела к местному утонению стенки спирали сверх минимально допустимого значения. Однако на практике чаще всего хрупкое разрушение спиралей, подобное изображенному на рисунке 3.1, происходит, когда местное утонение отсутствует, при этом толщина стенки хотя и меньше номинального значения (5 мм), но превышает минимально допустимое значение (3,9 мм) или равна ему. В этом случае единственной причиной разрушения является снижение у металла пластичности, вызванное его наводороживанием в результате электрохимической коррозии.
Таким образом, можно с уверенностью утверждать, что при решении вопроса о возможности продления срока эксплуатации спиралей ПВД или, напротив, о необходимости его замены руководствоваться только результатами толщинометрии не вполне корректно.
Естественно полагать, что коррозия наружной поверхности спирали происходит в течение всего процесса эксплуатации. Отсюда следует, что в течение всего процесса эксплуатации происходит процесс наводороживание металла, т.е. в течение всего процесса эксплуатации в металле происходит химическое взаимодействие между атомарным водородом и углеродом по реакциям (3.1) и (3.2). Это означает, что по мере эксплуатации ПВД в металле спиралей постоянно понижается содержание углерода и, соответственно, также постоянно происходит снижение пластических свойств металла. Снижение же пластичности сверх некоторого значения приводит к хрупкому разрушению спиралей даже при отсутствии утонение стенок спирали сверх допустимых значений. При этом отметим, что, как отмечалось выше, уменьшение содержания углерода характерно для всего металла спиралей – и по кромке раскрытия, и вдали от разрушения. Следовательно, содержание углерода в металле спиралей является своеобразной мерой наводороживания металла, его охрупчивания, снижения пластических свойств, т.е. в конечном счете, мерой эксплуатационной надежности спиралей ПВД [1].
Поэтому при обследовании технического состояния спиралей ПВД, кроме предусмотренных нормативными документами визуального контроля и толщинометрии, целесообразно определять содержание углерода в металле спиралей. Этот вывод тем более правомерен, что в настоящее время имеются приборы, позволяющие проводить химический анализ металла, в том числе и на содержание углерода, непосредственно на оборудовании, т.е. без вырезки образцов. Основываясь на имеющемся объеме фактического материала и исследований, за минимально допустимое значение содержания углерода в металле спиралей, находящихся длительное время в эксплуатации, можно ориентировочно взять снижение содержания углерода на 0,01–0,02 % ниже нижнего предела для стали 20, т.е. ниже 0,17 % [ТУ 14–3Р–55 – 2001]. Однако для более точного определения допустимого снижения содержания углерода необходимо продолжить накопление фактического материала по эксплуатационному разрушению спиралей и на этой основе провести дополнительные исследования.
2) Причины эксплуатационных разрушений подогревателей высокого давления. Коллекторы ПВД. Практика показывает, что эксплуатационным разрушениям подвержены не только спирали, но и другие узлы ПВД. Как уже отмечалось выше, на ГРЭС АО «Евроазиатская энергетическая корпорация» используются подогреватели высокого давления типа ПВ–450–380–66М. Трубная система ПВД этого типа состоит из центральной трубы, четырех коллекторных труб Ø219х38 мм, спиральных змеевиков Ø32х5 мм и перепускных труб. Коллекторы соединены коленами с собирающей крестовиной, которая, в свою очередь, соединена с центральной трубой. Питательная вода подается в ПВД снизу, проходит через коллекторы и змеевики. Пар подается в ПВД сверху в межтрубное пространство, омывает коллектора и змеевики снаружи, нагревая питательную воду. Далее нагретая питательная вода из коллекторов собирается через верхнюю крестовину в центральную трубу, по которой выводится из ПВД через днище корпуса.
Эксплуатационное разрушение представляет собой поперечный разрыв сварного соединения по зоне термического влияния (ЗТВ) сварного шва приварки гиба (позиция 2, рисунок 3.4) к крестовине (позиция 1, рисунок 3.4). Поскольку сварной шов имеет две ЗТВ, уточним, что в рассматриваемом случае разрушение сварного соединения произошло по ЗТВ со стороны крестовины.
Эксплуатационное разрушение сварного соединения коллекторных труб, в принципе, могло произойти по нескольким причинам: дефекты сварки, графитизация металла, низкие механические свойства металла, знакопеременные циклические нагрузки.
Согласно [СО 153–34.17.439 – 2003, РД 34.РК.17.439–03], расчетный срок службы ПВД рассматриваемого типа составляет 30 лет. Коллекторная система ПВД, в частности, обозначенные на рисунке 3.4 узлы, за весь срок эксплуатации (на момент разрушения сварного соединения 31 год) не заменялись. По паспортным данным при изготовлении ПВД на заводе–изготовителе сварные соединения, в том числе и стыковые швы коллекторов, подвергались ультразвуковому контролю на наличие недопустимых дефектов типа несплошностей – этот контроль показал отсутствие дефектов сварных швов указанного типа. Следовательно, дефекты сварки не могли стать причиной эксплуатационного разрушения сварного соединения.
У казанные на рисунке 3.4 узлы коллекторной системы ПВД правомерно рассматривать как элементы трубопровода горячей воды. Правила устройства и безопасной эксплуатации трубопроводов пара и горячей воды разрешают применять бесшовные трубы из стали марки 20 до температур 450 оС. Температура пара на входе в ПВД равна 399 оС. Известно, что в процессе эксплуатации при таких температурах в стали марки 20 может происходить процесс графитизации с образованием структурно свободного графита. Для сварки углеродистых сталей обычно применяются электроды марок УОНИ или МР, которые обеспечивают химический состав наплавленного металла близкий к стали марки 20. В технической литературе имеются также сведения, что наиболее склонны к графитизации именно ЗТВ сварных соединений. Графитизация снижает эксплуатационную надежность металла. Однако проведенный нами металлографический анализ металла сварного соединения (рисунок 3.5) показал отсутствие графитных включений в микроструктуре наплавленного металла (собственно сварного шва), ЗТВ и основного металла. Другими словами, в процессе эксплуатации ПВД процесс графитизации металла сварного соединения не происходил, в связи с чем эксплуатационное разрушение сварного соединения не может быть объяснено графитизацией.
ЗТВ имеет двойственную природу: ЗТВ является составной частью сварного соединения, в то же время, ЗТВ является частью основного металла – т.е. в нашем случае собирающей крестовины (позиция 1, рисунок 2.5) или прямого участка гиба (позиция 2, рисунок 2.5). В связи с этим, по нашему мнению, результаты механических испытаний необходимо соотносить и с требованиями нормативного документа к сварным соединениям [32], и с техническими условиями на котельные трубы [26].
С целью определения механических свойств из сварного соединения были вырезаны по два поперечных образца для испытания на растяжение по ГОСТ 1497–85 и ударный изгиб по ГОСТ 9454–78 и проведены испытания на растяжение и ударный изгиб в полном соответствии с указанными стандартами. Результаты испытаний приведены в таблице 2.2.
Как видно из данных таблицы, ударная вязкость образцов № 1 и 2 соответствует требованиям [26, 32]. Однако испытания на растяжение дали не столь однозначные результаты. Так, временное сопротивление и относительное удлинение не соответствуют требованиям [32]. Временное сопротивление образца № 2 и предел текучести обоих образцов соответствуют требованиям [26], но временное сопротивление образца №1 и относительное удлинение и сужение обоих образцов не соответствуют требованиям [26].
№ образца
|
Временное сопротивление, МПа
|
Предел текучести, МПа
|
Относительное удлинение, %
|
Относительное сужение, %
|
Ударная вязкость, Дж/см2
|
1
|
395
|
312
|
14
|
10
|
153
|
2
|
440
|
312
|
9
|
13
|
144
|
Повторные испытания на удвоенном количестве образцов
|
3
|
498
|
320
|
24
|
40
|
–
|
4
|
500
|
316
|
22
|
42
|
–
|
5
|
491
|
330
|
23
|
42
|
–
|
6
|
493
|
328
|
22
|
40
|
–
|
Требование РД–04–07–94 для сварного соединения, наплавленного электродами
УОНИ–13/55, не менее
|
|
490,5
|
не нормируется
|
20
|
не нормируется
|
137
|
Требования ТУ 14–3Р–55–2001 для поперечных образцов из стали 20, не менее
|
|
412–549
|
216
|
22
|
40
|
39
|
Таблица 2.2 – Результаты испытаний механических свойств
Поскольку испытания на растяжение образцов № 1 и 2 дали результаты, не вполне соответствующие требования [26, 32], принято решение провести повторные испытания на удвоенном количестве образцов, как это предписывается [26, 32]. Согласно [26, 32], результаты повторных испытаний на удвоенном количестве образцов считаются окончательными, т.к. именно по ним принимается решения о соответствии или несоответствии испытуемого материала требованиям нормативных документов. Повторные испытания (см. таблицу 2.2, образцы № 3 – 6) показали, что механические свойства сварного соединения соответствуют требованиям [26,32]. Поэтому эксплуатационные разрушение коллектора не может быть связано с недостаточной прочностью, пластичностью или вязкостью, которое могло наступить в процессе выполнения сварного соединения на заводе–изготовителе или в результате разупрочнением металла в процессе эксплуатации.
Макроструктура показанного на рисунке 2.7 фрагмента характерна для всей плоскости разрыва и состоит из линий остановки фронта роста трещины (линии усталости), бороздок и храповых узоров [15]. Сочетание этих составляющих макроструктуры позволяет однозначно констатировать, что причиной разрушения стала усталость металла под действием знакопеременных циклических нагрузок [15].
Причины появления знакопеременных циклических нагрузок многообразны. Известно, например, что из–за разницы температур внутренней и наружной поверхности в металле трубопроводов возникают дополнительные температурные напряжения. В установившемся режиме работы эти напряжения малы и не представляют опасности, однако во время пусков (остановов) эти напряжения могут стать причинами возникновения и распространения усталостных трещин [33]. Во время пусков котла прогрев со скоростью выше допустимой возникает вибрация, вызывающая знакопеременные циклические нагрузки наиболее нагруженных узлов оборудования, к которым относятся и гибы коллекторной системы ПВД [33]. Вибрация как причина рассматриваемого эксплуатационного разрушения весьма вероятна, т.к. разрушение произошло во время пуска котла.
Усталостное разрушение под действием знакопеременных циклических нагрузок предполагает наличие очага разрушения [15]. На рисунке 2.5 видны участки, отмеченные мелом. В частности, на гибе 4 на таких участках расположены коррозионные язвы, слившиеся в поверхностные трещины небольшой длины – 10–15 мм. Более того, по ЗТВ углового шва приварки центральной трубы 6 к собирающей крестовине 1 визуально различима поверхностная трещина длиной на треть длины окружности трубы. Визуальный контроль позволяет утверждать, что источником этой трещина также послужили коррозионные язвы. По аналогии можно считать, что очагом усталостного разрушения сварного соединения гиба 1 также были коррозионные язвы.
Усталостное разрушение под действием знакопеременных циклических нагрузок предполагает также наличие зоны долома [15]. Зона долома на плоскости разрыва видна, хотя и слабо различимо, со стороны, диаметрально противоположной очагу деформации на внутренней поверхности трубы возле подкладного кольца. Малая площадь зоны долома дает основания заключить [15], что напряжения, под действием которых развивались усталостные трещины, лишь незначительно превышал предусмотренные [26, 32] прочностные характеристики металла сварного соединения.
Предположим, разрушение по ЗТВ гиба 2 не произошло. Но при дальнейшей эксплуатации ПВД развитие трещины углового сварного соединения центральной трубы 6 привело бы к разрушению этого соединения. В свою очередь, не будь трещины углового сварного соединения, эксплуатационное разрушение случилось бы по ЗТВ сварного шва гиба 4.
Обращает на себя внимание тот факт, что и очаги эксплуатационного разрушения гиба 2, и очаги начавшихся разрушений углового сварного соединения трубы 6 и стыкового сварного шва гиба 4 расположены в ЗТВ соответствующих сварных швов. Очагами же и уже разрушевшегося, и находящихся в стадии развития будущих разрушений являются, как было сказано выше, коррозионные язвы. Известно, что коррозионные язвы – это результат местной электрохимической коррозии, обязательным условием которой, при прочих равных условиях, является наличие электролита. Электролит в межтрубном пространстве ПВД всегда присутствует в виде конденсата. Поскольку язвы есть разновидность местной электрохимической коррозии, то на поверхности металла должны находится местные скопления электролита, для чего предпочтительна горизонтальная поверхность металла и наличие на этой поверхности неровностей. Ширина ЗТВ, по разным данным, составляет 3–5 мм. Имея в виду ширину усиления сварного шва, можно полагать, что ЗТВ расположена в тех слоях поперечного сечения стенки трубы и собирающей коробки, где край усиления сварного шва сочленяется с наружными поверхностями гибов 2 и 4 и собирающей крестовины 6. Согласно технологическим приемам сварки усиление сварного шва состоит из сварочных валиков, между которыми расположены своего рода ложбинки, выходящие к наружной поверхности свариваемых элементов – такова непременная особенность технологии сварки. Места сочленения этих ложбинок с наружной поверхностью свариваемых элементов и являются, условно говоря, теми резервуарами, в которых имеет возможность постоянно находится электролит на горизонтальной поверхности металла. Вот почему коррозионные язвы, т.е. очаги усталостного разрушения находятся на горизонтальной поверхности собирающей коробки 6 и верхней образующей гибов 2 и 4.
Предлагаемым доказательствам месторасположения коррозионных язв (очагов усталостного разрушения) трудно возразить, поскольку они объясняют уже случившиеся и находящиеся в разной стадии развития эксплуатационные разрушения металла по ЗТВ сварных соединений при том, что графитизация металла ЗТВ отсутствует, а механические свойства сварного соединения соответствуют норме.
В момент, когда произошло рассматриваемое эксплуатационное разрушение коллекторной системы, ПВД был автоматически отключен, и питательная вода поступала в котел, минуя этот ПВД. При этом в свою очередь, поступление пара в ПВД также автоматически было прекращено. Однако автоматика может и не сработать, как это случилось на одной из тепловых электростанций Казахстана в 2003 году. На этой электростанции также использовались ПВД коллекторно–спирального типа, но с бóльшей производительностью, чем на ГРЭС АО "ЕЭК". Тогда разрушились не один, как в рассматриваемом случае, а одновременно несколько сварных соединений коллекторной системы. В результате этого в межтрубное пространство ПВД поступило значительное количество питательной воды, которое под действием поступающего из турбины пара также превратилось в пар. В результате этого давление в межтрубном пространстве ПВД поднялось настолько, что разорвались болты, крепящие через фланец корпус ПВД к его основанию. В результате семидесятитонный корпус взлетел вверх, ударился в пролет перекрытия, разрушил его и вместе с перекрытием упал на масляные насосы, вызвав пожар. Эта авария принесла не только значительные материальные убытки, но имела тяжкие последствия для эксплуатационного персонала.
Приведенные примеры аварии ПВД из–за эксплуатационного разрушения сварных соединений коллекторной системы показывают, по нашему мнению, необходимость периодического контроля сварных соединений коллекторных систем ПВД. Однако нормативные документы [27, 31] предписывают контроль сварных швов обечаек корпуса и днища, а также сварного шва приварки патрубка входа пара к корпусу ПВД, но не содержат конкретных указаний по сварным швам коллекторной системы. Поэтому специализированные организации, занимающиеся контролем и технической диагностикой оборудования на тепловых электростанциях, как правило, не закладывают в программу обследования ПВД контроль сварных швов коллекторной системы этого сосуда под давлением.
По нормативам на капитальный ремонт парового котла отводится сорок суток. Контроль состояния металла и по его результатам техническую диагностику теплоэнергетического оборудования, в том числе и ПВД, можно провести только на неработающем котле, т.е. во время планового ремонта. Контроль состояния металла во время ремонта в определенной мере сдерживает выполнение ремонтных работ. Поэтому руководители ремонтных служб тепловых электростанций закладывают в объем контрольных работ только те виды контроля, которые предписываются нормативными документами. Нормативные же документы, как было показано выше применительно к ПВД, не охватывают все варианты причинно–следственных связей возможных отклонений в режимах работы котлов и при их пусках и остановов и, как результат, возникающих при этом эксплуатационных разрушений.
Изложенные выше исследования по эксплуатационным разрушениям узлов ПВД [34, 35] является весомым аргументом для того, чтобы нормативные документы [27, 31] целесообразно дополнить требованием о необходимости периодического контроля сварных соединений коллекторных труб и крестовин. Кроме того, для спиралей ПВД целесообразно предусмотреть неразрушающий химический контроль по содержанию углерода в металле спиралей. Эти дополнения обязали бы соответствующие службы тепловых электростанций расширить объем контроля узлов ПВД, что повысило бы надежность работы ПВД и безопасность эксплуатации не только ПВД, но и тепловых электростанций в целом.
9. ООӨЖ (ОӨЖ, ООӨЖ 25% құрайды)
№
|
Сабақ түрі
|
дүйсенбі
|
сейсенбі
|
сәрсенбі
|
бейсенбі
|
жұма
|
сенбі
|
1.
|
Дәріс сұрақтары бойынша кеңес беру
|
|
|
|
|
|
10.20
11.20
|
2.
|
Зертханалық сұрақтары бойынша кеңес беру
|
|
|
|
|
|
10.20
11.20
|
3.
|
ОӨЖ сұрақтары бойынша кеңес беру
|
|
|
|
|
|
11.20
12.20
|
10. Оқушылардың білімдерін тексеру кестесі
Дәріске қатысу және тәжірибелік (семинар, зертханалық, жеке, студиялық) бөлігі 0 – 100 балға бағаланады.
Пән бойынша тапсырмаларды орындау және тапсыру кестесі
№
|
Жұмыс түрі
|
Тақырып, мақсат және мазмұны
|
Ұсынылатын әдебиет
|
Орындаудың ұзақтығы
|
Бақылау түрі
|
Тапсыру мерзімі
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
1
|
Дәрістер
|
Дәрістер
|
Силлабус
|
5 минут
|
Ауызекі сұрақ бас-басы дәрісте
|
1-15 апта
|
2
|
Практикалық кәсіп №1
|
Практикалық кәсіп №1
|
[5]
|
400 минут
|
Орындалу, есеп берудің ығы
|
1-8 апта
|
3
|
СРОП №1
|
СРОП №1
|
[1]
|
50 минут
|
Коллоквиумның (ауызекі пішінде) тапсырма
|
1 апта
|
4
|
СРОП №2
|
СРОП №2
|
[1]
|
50 минут
|
Коллоквиумның (ауызекі пішінде) тапсырма
|
2,3 апта
|
5
|
СРОП №3
|
СРОП №3
|
[1]
|
50 минут
|
Ауызекі сұрақ бас-басы дәрісте
|
4,5 апта
|
6
|
СРОП №4
|
СРОП №4
|
[1]
|
50 минут
|
Ауызекі сұрақ бас-басы дәрісте
|
6,7 апта
|
7
|
Шекараның тексерісі №1
|
Шекараның тексерісі №1
|
[1-12]
|
50 минут
|
Коллоквиумның (ауызекі пішінде) тапсырма
|
8 апта
|
8
|
Практикалық кәсіп №2
|
Практикалық кәсіп №2
|
[5]
|
350 минут
|
Орындалу, есеп берудің ығы
|
9 - 15 апта
|
9
|
СРОП №5
|
СРОП №5
|
[1]
|
50 минут
|
Ауызекі сұрақ бас-басы дәрісте
|
8 - 11 апта
|
10
|
СРОП №6
|
СРОП №6
|
[1]
|
50 минут
|
Ауызекі сұрақ бас-басы дәрісте
|
12, 13 апта
|
11
|
СРОП №7
|
СРОП №7
|
[1]
|
50 минут
|
Ауызекі сұрақ бас-басы дәрісте
|
1 4, 15 апта
|
12
|
Шекараның тексерісі №2
|
Шекараның тексерісі №2
|
[1-12]
|
50 минут
|
Коллоквиумның (ауызекі пішінде) тапсырма
|
15 апта
|
13
|
Дәрістер
|
Дәрістер
|
Силлабус
|
5 минут
|
Ауызекі сұрақ бас-басы дәрісте
|
1 - 15 апта
|
14
|
Практикалық кәсіп №3
|
Практикалық кәсіп №3
|
[5]
|
750 минут
|
Орындалу, есеп берудің ығы
|
1 - 15 апта
|
15
|
СРОП №8
|
СРОП №8
|
[1]
|
50 минут
|
Ауызекі сұрақ бас-басы дәрісте
|
|
16
|
Шекараның тексерісі №2
|
Шекараның тексерісі №2
|
[1-12]
|
50 минут
|
Коллоквиумның (ауызекі пішінде) тапсырма
|
15 апта
|
11. Оқушылардың білімдерін бағалау критерийлері
Пәнді оқытуы барлық өткен материалды тестілеу түріндегі емтиханмен аяқталады. Бағдарламаларда ескертілген барлық тапсырмаларды орындау емтиханға жіберу үшін міндетті шарты болып табылады. Әрбір тапсырма 0 – 100 балға бағаланады.
Ағымдағы сабақтарда (дәріске қатысу, үй жұмыстары, ОӨЖ бойынша тапсырмалар, тәжірибе бойынша тапсырмалар және т.б., межелік бақылау) барлық тапсырмаларды орындалғанның орта арифметикалықтан жіберу рейтингі шығарылады.
Пән бойынша қорытынды бақылауға (ҚБ) жұмыс оқу бағдарламасының барлық талаптарын (барлық зертханалық (тәжірибелік) жұмыстарды, СӨЖ бойынша тапсырмалар мен жұмыстарды орындау және қорғау) орындаған, курстық жобаны (жұмысты) қорғаңан үшін оң бағалар алған және жіберу рейтингін (50 балдан төмен емес) жинаған студенттер жіберіледі.
Әрбір пән бойынша (соның ішінде қорытынды бақылау түрі ретінде МЕ болатын пәндерде) студенттердің оқу жетістіктерінің деңгейі қорытынды (Қ) бағамен анықталады, ол ЖР және ҚБ үлес салмақтарын есепке ала (ЖРҮС және ҚБҮС) олардың бағаларынан (емтихан, дифференциалданған сынақ немесе курстық жоба/жұмыс) қалыптасады
Қ = ЖР·0,6 + ҚБ·0,4
Үлес салмақтары жыл сайын университеттің ғылыми кеңесімен бекітіледі және ЖР үшін 0,6 аспау, ал ҚБ үшін 0,3 төмен болмау қажет.
Курстық жоба/жұмыс комиссия алдында қорғалады. Жетекші пікірін есепке ала көрсетілген білімдеріне сәйкес баға қойылады.
Егерде жіберу рейтингі және қорытынды бақылау бойынша оқушы тек қана оң бағаға ие болған жағдайда пән бойынша қорытынды баға есептеледі. Қорытынды бақылауға
Қорытынды бақылауды себепсіз босату «қанағаттанарлықсыз» бағаға тең деп есептеледі. Пән бойынша аралық аттестация және емтихан нәтижелері дәл сол күні немесе келесі күні, егер жазбаша емтихан түстен кейін өткізілсе, студенттерге жеткізіледі.
Межелік бақылаудағы (рейтингтегі) және қорытынды емтихандағы студенттің білімдеріне қорытынды бағаны түзу есептеу үшін 0 ден 100% дейін пайыз арқылы бағаланады.
Межелік бақылаудың бағасы ағымдағы бағаларынан және межелік бақылаудың бағасынан қалыптасады.
Пән бойынша оқу жетістіктері, яғни студенттердің білімдері, дағдылары және құзыры, оның цифрлік эквивалентіне және бағалардың дәстүрлі бағанасына адекватты көпбалды әріптік жүйесі бойынша бағаланады.
Әріптік жүйесі бойынша баға
|
Балдардың цифрлік эквиваленті
|
Пайыздық мөлшері
|
Дәстүрлі жүйесі бойынша баға
|
A
|
4,0
|
95–100
|
Өте жақсы
|
A–
|
3,67
|
90–94
|
B+
|
3,33
|
85–89
|
Жақсы
|
B
|
3,0
|
80–84
|
B–
|
2,67
|
75–79
|
C+
|
2,33
|
70–74
|
Қанағаттанарлық
|
C
|
2,0
|
65–69
|
C–
|
1,67
|
60–64
|
D+
|
1,33
|
55–59
|
D
|
1,0
|
50–54
|
F
|
0
|
0–49
|
Қанағаттанарлықсыз
|
12. Оқытушы талаптары, саясаты және рәсімі
Нұсқа
Оқушылар барлық аудиториялық сабақтарына кешікпей қатысу міндетті болып табылады. Сабақты босатқан жағдайда деканат орнатқан тәртібіне сәйкес орындау. Максималды тек қана екі сабақты босату мүмкін. Екі сабаққа кешігіп келу бір сабақты босатқанына тең деп саналады. Егерде екі сабақтан астам қатыспау жағдайда оқытушы келесіде, сұрақтын әкімшілік шешуіне дейін, студентті сабаққа жібермеуге рұқсат. Дәрістерде, осы курс студенттерінің контингентіге кірмейтін, бөтен адам қатысуына тыйым салынады.
Жұмыстарды белгілі мерзімде тапсыру қажет. Барлық тапсырмалардың ең соңғы тапсыру мерзімі – емтихан сессиясы басталуына дейін 3 күн.
Барлық тапсырмаларды тапсырмаған, және курстық жобаны/жұмысты қорғамаған студенттер емтиханға жіберілмейді.
Әрбір оқу сабағы бойынша тақырыптарды қайталау және өткен материалды қайтадан орындау міндетті. Оқу материалдарды игеру дәрежесі тест немесе жазбаша жұмыстары арқылы тексеріледі. Студенттерді тестілеу ескертусіз өткізуге рұқсат.
Оқытушы басшылығымен студенттердің өздік жұмыстарын (ОСӨЖ) орындау кезінде келесі негізгі төрт функцияларын есепке алу керек.
Біріншісі – оқу пәні бойынша өткізілген сабақтар кезінде алынған оқытушының ақпаратын студенттердің белсенді қабылдауының жүзеге асыруын болжайды.
Оқытушы ұсынысы негізінде студенттер өздігінен оқу‑әдістемелік құралдарын, әдеби көздерін оқып, үй тапсырмаларын, бақылау және курстық жобаны/жұмысты орындайды деп екінші функция ескереді.
Студенттердің қиын жағдайларын талдау және жүйелеу, оқу материалдарды олар түсінуіне және меңгеруіне, басқа оқу амалдарын орындауындағы қиыншылықтар пайда болу себептерін анықтау студенттердің үшінші функциясы болып табылады. Студенттер шешілмейтін қиыншылықтарды оқытушыға арналған сұрақтар жүйесіне аударады, осы сұрақтарға өзіндік жауаптар нұсқаларын қалыптастырады.
Оқытушыдан сәйкесінше түсініктемелерді, кеңестерді сұрау студенттердің төртінші функциясы болып табылады.
13. Әдебиеттер тізімі
Негізгі әдебиеттер
1) Артамонов В. П. Диагностирование технических объектов по структуре металла : монография / В. П. Артамонов. – Павлодар : Кереку, 2013. – 227 с.
2) Артамонов В.В., Артамонов В.П. Оптимизация контроля и технической диагностики теплоэнергетического оборудования. – СПб. : Наука, 2009.- 191 с.
3) Artamonov V.Р. Applied Investigations of the Inspection and Diagnostics of Power Generating Facilities. - Russian Journal of Nondestructive Testing. 2011. Vol. 47. No 2. pp. 136–142.
4) Artamonov V.Р. Some Features of Cementation of Tin from Concentrated Solution. - Russian Journal of Non-ferrous Metals 2012, Vol. 53 No 1, p. 33 – 34.
Қосымша әдебиеттер
5) Малинина Р. И. Практическая металлография. – М. : Интермет Инжиниринг, 2004. – 233 с.
6) Белов Н. А. Металловедение цветных металлов. Алюминиевые, магниевые и титановые сплавы : лабораторный практикум. – М. : МИСиС, 2005. – 149 с.
7) Шамельханова Н.А. Основы планирования эксперимента. – Алматы : КазНТУ им. К. Сатпаева, 2004. – 182 с.
8) Диаграммы состояния двойных металлических систем: справочник в 3-х томах. Т.1. Под ред. Лякишева Н.П. М. : Машиностроение, 2006. – 991 с.
9) Диаграммы состояния двойных металлических систем: справочник в 3-х томах. Т.2. Под ред. Лякишева Н.П. М. : Машиностроение, 2006. – 1023 с.
10) Диаграммы состояния двойных металлических систем: справочник в 3-х томах. Т.3. Книга 1. Под ред. Лякишева Н.П. М. : Машиностроение, 2006. – 872 с.
11) Диаграммы состояния двойных металлических систем: справочник в 3-х томах. Т.3. Книга 2. Под ред. Лякишева Н.П. М. : Машиностроение, 2006. – 448 с.
Достарыңызбен бөлісу: |