![zavarivanje kao metod produ@enja @ivotnog vijeka ku]i[ta toplotnih ...](https://img.yumpu.com/36506092/1/500x640/zavarivanje-kao-metod-produenja-ivotnog-vijeka-kuita-toplotnih-.jpg)
zavarivanje kao metod produ@enja @ivotnog vijeka ku]i[ta toplotnih ...
zavarivanje kao metod produ@enja @ivotnog vijeka ku]i[ta toplotnih ...
zavarivanje kao metod produ@enja @ivotnog vijeka ku]i[ta toplotnih ...
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
Ma{instvo 2(1), 51 - 55, (1997)<br />
S. Delali},..: ZAVARIVANJE KAO METOD PRODU@ENJA...<br />
ZAVARIVANJE KAO METOD PRODU@ENJA @IVOTNOG<br />
VIJEKA KU]I[TA TOPLOTNIH MA[INA<br />
Dr Sead Delali}, Fa<strong>ku</strong>ltet elektrotehnike i ma{instva Tuzla<br />
Dr D`emo Tufek~i}, Fa<strong>ku</strong>ltet elektrotehnike i ma{instva Tuzla<br />
Dr Pa{aga Muratovi}, Fa<strong>ku</strong>ltet elektrotehnike i ma{intva Tuzla<br />
REZIME<br />
ORIGINALAN NAU^NI RAD<br />
Sanacijom pukotina <strong>zavarivanje</strong>m (REL postupak) mogu}e je produ`iti `ivotni vijek <strong>ku</strong>}i{<strong>ta</strong> <strong>toplotnih</strong><br />
ma{ina pod uslovom da se promijeni brzina dizanja i obaranja temperaturnog gradijen<strong>ta</strong> u<br />
nes<strong>ta</strong>cionarnim re`imima rada.<br />
Klju~ne rije~i: <strong>ku</strong>}i{te, <strong>zavarivanje</strong>, termi~ki napon<br />
WELDING AS A METHOD TO EXTEND WORKING<br />
PERIOD OF THE HEAT APARATURES HOUSING<br />
Dr Sead Delali}, FEM Tuzla<br />
Dr D`emo Tufek~i}, FEM Tuzla<br />
Dr Pa{aga Muratovi}, FEM Tuzla<br />
SUMMARY<br />
ORIGINAL SCIENTIFIC PAPER<br />
Restoring cracks by welding (REL procedure) is a possible way to extend working period of a heat<br />
aparatures housing in term that is possible to change a rate of increasing and decreasing<br />
temperature gradient in the unsteady working regine.<br />
Key words: housing, welding, thermal stress<br />
UVOD<br />
Kre<strong>ta</strong>nje u pogon i zaus<strong>ta</strong>vljanje <strong>toplotnih</strong> ma{ina<br />
jedna je od najte`ih aktivnosti u eksploa<strong>ta</strong>ciji. Te<br />
operacije su vezane sa zna~ajnim izmjenama<br />
mehani~kih i termi~kih naprezanja svih sklopova.<br />
Zbog toga je pravilno upu{<strong>ta</strong>nje i zaus<strong>ta</strong>vljanje usko<br />
vezano za `ivotni vijek svake toplotne ma{ine. U<br />
nekim momentima, usljed nepravilnog upu{<strong>ta</strong>nja ili<br />
zaus<strong>ta</strong>vljanja ne}e momen<strong>ta</strong>lno do}i do o{te}enja,<br />
ali kratkotrajna velika termi~ka naprezanja u<br />
pojedimim dijelovima toplotne ma{ine mogu izazvati<br />
naprsline koje }e se vremenom pove}avati.<br />
Ispitivanja koja su vr{ena na toplotnim ma{inama<br />
pokazala su da naprsline koje nas<strong>ta</strong>ju na njenim<br />
elementima <strong>kao</strong> i izmjena strukture me<strong>ta</strong>la nas<strong>ta</strong>je<br />
u kasnijem s<strong>ta</strong>diju eksploa<strong>ta</strong>cije.<br />
1. ORGANIZACIJA ISPITIVANJA<br />
Sve navedene pojave na elementima <strong>toplotnih</strong><br />
ma{ina nas<strong>ta</strong>ju usljed sljede}ih naprezanja:<br />
- termi~ka naprezanja <strong>kao</strong> rezul<strong>ta</strong>t neravnomjernog<br />
zagrijavanja i hla|enja,<br />
- termi~ka naprezanja <strong>kao</strong> rezul<strong>ta</strong>t u<strong>ku</strong>pnog<br />
gradijen<strong>ta</strong> temperature u samom procesu ili dijelu<br />
presjeka,<br />
- strukturna naprezanja <strong>kao</strong> rezul<strong>ta</strong>t promjene obima.<br />
Ako se <strong>ku</strong>}i{<strong>ta</strong> <strong>toplotnih</strong> ma{ina nalaze dugo<br />
vremena u eksploa<strong>ta</strong>ciji, postoji bojaznost da je kod<br />
njih usljed velikog broja radnih sati do{lo do<br />
habanja . U namjeri da se nas<strong>ta</strong>vi sa kori{tenjem<br />
ovakvih <strong>ku</strong>}i{<strong>ta</strong> pod sve te`im uslovima, a sa<br />
potrebnom pouzdano{}u, u poslednjih nekoliko<br />
godina su poduzeti energi~ni koraci da se izvr{e<br />
ispitivanja i sprovedu potrebne mjere. Me|utim,<br />
tradicionalne mjere koje se preduzimaju da bi se<br />
obezbijedila pouzdanost <strong>ku</strong>}i{<strong>ta</strong> i kad se striktno<br />
- 51 -
Ma{instvo 2(1), 51 - 55, (1997)<br />
S. Delali},..: ZAVARIVANJE KAO METOD PRODU@ENJA...<br />
primjenjuju, imaju svojih granica. Kako bi se rije{io<br />
ovaj problem, neophodno je poduzeti opse`ne<br />
mjere u du`oj vremenskoj perspektivi zasnovane na<br />
predvi|anju trenda s<strong>ta</strong>renja i korisnog <strong>vijeka</strong><br />
trajanja za dugotrajnu eksploa<strong>ta</strong>ciju. Habanje usljed<br />
s<strong>ta</strong>renja <strong>ku</strong>}i{<strong>ta</strong> u dugoj eksploa<strong>ta</strong>ciji uklju~uje<br />
a<strong>ku</strong>mulirana o{te}enja usljed izvijanja i zamora,<br />
istro{enost, koroziju itd. Ako je o{te}enje<br />
koncentisano na jednom mjestu, odstranjivanjem<br />
o{te}ene zone mo`e se efikasno izvr{iti<br />
obnavljanjem samog sklopa. Me|utim, ni ovaj vid<br />
popravke pri ~emu se zamjenjuje o{te}eni dio ne<br />
mo`e se ponavljati neograni~en broj pu<strong>ta</strong>. Ponekad<br />
se mo`e dogoditi da je materijal toliko istro{en da<br />
ovakva popravka ne bi imala smisla. Zbog toga, u<br />
cilju poboljo{nja operativnosti <strong>ku</strong>}i{<strong>ta</strong> <strong>toplotnih</strong><br />
ma{ina u dugotrajnoj eksploa<strong>ta</strong>ciji i njihovog<br />
adekvatnog odr`avanja, neophodno je utvrditi<br />
s<strong>ta</strong>ndarde odr`avanja, <strong>metod</strong>e kontrole <strong>kao</strong> i kriterije<br />
zamjene. U cilju pri<strong>ku</strong>pljanja što je mogu}e vi{e<br />
informacija u vezi sa habanjem materijala i<br />
ošte}enjima koja su posljedica dugotrajne<br />
eksploa<strong>ta</strong>cije, <strong>kao</strong> dopuna probama na samom<br />
materijala vr{e se i ispitivanja bez razaranja. Iako su<br />
i ranije vr{ena sli~na ispitivanja, uzorci koji su<br />
kori{teni, uglavnom su uzimani sa dijela <strong>ku</strong>}i{<strong>ta</strong> koji<br />
ima dovoljno materijala, a koji nisu ni termi~ki ni<br />
mehani~ki najoptere}eniji. Ku}i{<strong>ta</strong> koja se nalaze u<br />
dugotrajnojnoj eksploa<strong>ta</strong>ciji pos<strong>ta</strong>ju kr<strong>ta</strong> i sklona<br />
pucanju prilikom sanacije pukotina <strong>zavarivanje</strong>m. Pri<br />
tome je va`no odrediti sljede}e (slika1):<br />
Slika 1. Algori<strong>ta</strong>m popravke <strong>ku</strong>}i{<strong>ta</strong> <strong>zavarivanje</strong>m<br />
- 52 -
Ma{instvo 2(1), 51 - 55, (1997)<br />
S. Delali},..: ZAVARIVANJE KAO METOD PRODU@ENJA...<br />
- <strong>metod</strong> otklanjanja pukotina nas<strong>ta</strong>lih dugotrajnom<br />
eksploa<strong>ta</strong>cijom i uklanjanje naprslina u zoni koja<br />
se grani~i sa pukotinama, ako je primijenjen<br />
postupak zavarivanja,<br />
- <strong>metod</strong>e kontrole <strong>kao</strong> i kriterijume za prihva<strong>ta</strong>nje<br />
<strong>ku</strong>}i{<strong>ta</strong> prije i poslije postupka popravljanja<br />
<strong>zavarivanje</strong>m,<br />
- popravke <strong>zavarivanje</strong>m moraju biti prilago|ene<br />
<strong>ku</strong>}i{tima koja su bila u dugotrajnoj eksploa<strong>ta</strong>ciji.<br />
2. EKSPERIMENTALNA ISPITIVANJA<br />
2.1. Mjesto ispitivanja<br />
Na <strong>ku</strong>}i{tu turbokompresora te{kog oko 6 tona<br />
izra|enog od SL26 u to<strong>ku</strong> eksploa<strong>ta</strong>cije do{lo je<br />
do prekora~enja radne temperature (oko 400° C)<br />
<strong>ta</strong>ko da je do{lo do pucanja gornje polovine u dva<br />
identi~na presjeka (slika2). Usljed neadekvatne<br />
tehnologije do{lo je do o{te}enja osnovnog<br />
materijala u {irini oko 70 mm tj. do izdvajanja<br />
lamela grafi<strong>ta</strong> iz cementi<strong>ta</strong> (slika 3). O{te}eni dio<br />
materijala morao se ukloniti, a vrijeme sanacije je<br />
bilo znatno produ`eno.<br />
Zbog toga je na lijevoj strani pos<strong>ta</strong>vljen<br />
me|ukomad od konstrukcionog ~elika, dok je desna<br />
strana cjelo<strong>ku</strong>pna popunjena dodatnim materijalom<br />
(slike 4 i 5).<br />
Slika 2 - Ku}i{te kompresora gornje polovine<br />
- 53 -
Ma{instvo 2(1), 51 - 55, (1997)<br />
S. Delali},..: ZAVARIVANJE KAO METOD PRODU@ENJA...<br />
Slika 3 Mikrostruktura uzoraka <strong>ku</strong>}i{<strong>ta</strong> gornje polovine<br />
a-uzorak sa ivice oslonca<br />
b-uzorak iz neposredne blizine pukotina<br />
Slika 4. Pogled na vanjs<strong>ku</strong> povr{inu<br />
<strong>ku</strong>}i{<strong>ta</strong> gornje polovine sa lijeve<br />
strane<br />
Slika 5. Pogled na vanjs<strong>ku</strong><br />
povr{inu <strong>ku</strong>}i{<strong>ta</strong> gornje<br />
polovine sa desne strane<br />
2.2. Rezul<strong>ta</strong>ti ispitivanja<br />
Kontrola zavarenih mjes<strong>ta</strong> izvršena je razlièitim<br />
<strong>metod</strong>ama bez razaranja. Rezul<strong>ta</strong>ti su pokazali da<br />
su zavareni spojevi uraðeni kvalitetno tj.<br />
zadovoljavaju svim s<strong>ta</strong>ndardima iz ove oblasti. Ali<br />
najmjerodavnija kontrola zavarenih spojeva izvršena<br />
je prilikom zagrijavanja <strong>ku</strong>æiš<strong>ta</strong> u to<strong>ku</strong> probnog<br />
upuš<strong>ta</strong>nja <strong>kao</strong> i kod hlaðenja kada su najveæa<br />
termièka naprezanja. Proces zagrijavanja <strong>ku</strong>æiš<strong>ta</strong><br />
prema brzini dizanja temperature <strong>ku</strong>æiš<strong>ta</strong> te<strong>kao</strong> je<br />
vrlo sporo. Sa tog aspek<strong>ta</strong> može se reæi da se<br />
radi o gotovo s<strong>ta</strong>cionarnom procesu. Nakon<br />
zaus<strong>ta</strong>vljanja kompresora, dolazi do hlaðenja<br />
zagrijanih elemena<strong>ta</strong> okolnim vazduhom <strong>kao</strong> i<br />
vazduhom koji se uvlaèi preko prednje i zadnje<br />
parne brtve. Na <strong>ta</strong>j proces nije mogao uticati ljudski<br />
faktor jer je isklju~ivo zavisio od temperature<br />
okolnog vazduha. Kvalitet ova dva zavarena mjes<strong>ta</strong><br />
izvršen je u dva nes<strong>ta</strong>cionarna re`ima za pribli`no<br />
isti temperaturni gradijent i to preko cir<strong>ku</strong>larnih<br />
napona. Poznato je da su kod cilindri~nih <strong>ku</strong>}i{<strong>ta</strong><br />
oni puno ve}i nego aksijalni naponi.<br />
Tenzometrijska mjerenja naprezanja vršena su<br />
tenzometrijskim mjernim trakama Hottinger<br />
Messtechnik tip -10/129LY 41 sa koeficijentom trake<br />
K= 2,06±1 %. Mjerni instrumenti su u obli<strong>ku</strong><br />
tenzometrijskog mos<strong>ta</strong> sa moguænošæu<br />
istovremenog mjerenja na 24 mjerna mjes<strong>ta</strong>,<br />
proizvodnje HEWLEET PACARD. Rezul<strong>ta</strong>ti ispitivanja<br />
pokazali su da nema velikih razlika u kvalitetu ova<br />
dva zavarena spoja , ali samo u procesu<br />
zagrijavanja kada ljudski faktor može uticati na<br />
brzinu promjene temperaturnog gradijen<strong>ta</strong> (slika 6).<br />
U slu~aju drugog nes<strong>ta</strong>cionarnog re`ima , tj. u<br />
slu~aju hla|enja vidi se da je kvalitet zavarenog<br />
spoja sa uba~enim me|ukomadom znatno slabiji i<br />
postoji mogu}nost pucanja tog zavarenog spoja<br />
ukoliko se hla|enje <strong>ku</strong>}i{<strong>ta</strong> vr{i pri niskim vanjskim<br />
temperaturama. Tada nije mogu}e kontrolisati brzinu<br />
- 54 -
Ma{instvo 2(1), 51 - 55, (1997)<br />
S. Delali},..: ZAVARIVANJE KAO METOD PRODU@ENJA...<br />
promjene temperaturnog gradijen<strong>ta</strong> jer ona isklju~ivo<br />
zavisi od temperature vazduha u prostoriji. Da bi<br />
se smanjila veli~ina termi~kih naprezanja <strong>kao</strong> i<br />
njihova brza promjena. U <strong>ta</strong>kvim uslovima je<br />
potrebno prostoriju u kojoj se nalazi <strong>ku</strong>}i{te<br />
zagrijavati ili vr{iti kontrolisano hla|enje.<br />
Slika 6 Promjena cir<strong>ku</strong>larnih napona<br />
1- cir<strong>ku</strong>larni napon na mjestu mjerne trake 1 u to<strong>ku</strong> zagrijavanja<br />
2- cir<strong>ku</strong>larni napon na mjestu mjerne trake 1 u to<strong>ku</strong> hla|enja<br />
3-cir<strong>ku</strong>larni napon na mjestu mjerne trake 2 u to<strong>ku</strong> zagrijavanja<br />
4-cir<strong>ku</strong>larni napon na mjestu mjerne trake 2 u to<strong>ku</strong> hlaðenja<br />
ZAKLJU^AK:<br />
1. Da bi se velika o{te}enja na <strong>ku</strong>}i{tima <strong>toplotnih</strong><br />
ma{ina mogla brzo sanirati ubacivanjem<br />
me|ukomada od razli~itog materijala nego što je<br />
<strong>ku</strong>}i{te mora se strogo voditi obzira o brzini<br />
promjene temperaturnog gradijen<strong>ta</strong> kako kod<br />
zagrijavanja <strong>ta</strong>ko i kod hla|enja <strong>ku</strong>}i{<strong>ta</strong>.<br />
2. Za odre|ivanje radnog <strong>vijeka</strong> <strong>ku</strong>}i{<strong>ta</strong> <strong>toplotnih</strong><br />
ma{ina osim s<strong>ta</strong>ndardnih ispitivanja materijala sa i<br />
bez razaranja , veliki uticaj ima analiza temperatura<br />
i napona u nes<strong>ta</strong>cionarnim re`imima rada.<br />
LITERATURA:<br />
[1] B.E.LEVINA: Tehnologija termi~eskoj obrabotki<br />
s<strong>ta</strong>li, Moskva, Me<strong>ta</strong>lurgija 1981.god.<br />
[2] S.Kralj: Popravak dijelova iz sivog liva<br />
pos<strong>ta</strong>vljanjem ~eli~nih zakrpa, “Zavarivanje” br.3<br />
DTZ, Zagreb 1986.god.<br />
[3] Z.Sapman: Nauka o ~vrsto}i, Strojarski fa<strong>ku</strong>ltet,<br />
Rijeka, 1975.god.<br />
- 55 -
Change language