Yüksek sıcaklıkta çalışan ve buhar kazanlarının (boiler) borularında sürünme (creep) dizaynı

Abstract

öz Rafineri servislerinde veya endüstriyel fabrikalarda buhar kazanlarının verimliliği ve emniyetli olması ilk istenen şartlardır. Bu amaçla dizayn edilen buhar borularının, malzemesinin seçimi, istenen kapasite ve çalıştırma şartlarına bağlı olarak boruların et kalınlıklarının hesaplanması ve kalan boru ömürlerinin tayin edilmesi bakımından yüksek sıcaklıklarda çalışan malzemelerde görülen sürünme dizaynı temeline dayamaktadır. Yüksek sıcaklıkta çalışan kazan borularının dizaynı güvenirlilik, verimlilik ve çevre koşullarına bağlı olarak fabrikadan fabrikaya değişir. Bu tezde, özellikle yüksek sıcaklıkta çalışan buhar kazanları borularınm dizaynında kullanılan iki tip dizayn vardır. Birinci metot, Bree, O'Donell ve Porowski tarafından geliştirilen ve borular üzerindeki iç basınçtan kaynaklanan birincil gerilimler ile ikincil termal gerilimler arasındaki etkileşim temeli üzerine kurulan ve zamana bağlı elastik olmayan etkileri hesaplar, ikincisi, ortalama çap kavramı temeli üzerine kurulan ticari metottur. Bu amaçla Mersin Soda Fabrikasında mevcut çalışan buhar kazanının borularının kalan ömürleri Larson-Miller parametreleri kullanılarak hesaplanması amaçlanmıştır. Bu amaçla boruların malzemeleri ve dizayn kalınlıkları temin edilerek, çalışma periyotlarına göre boru kalınlıkları ölçülmüştür. Bu veriler ışığında boruların ömür çarpanları (life fraction) bulunmuş ve kalan boru ömürleri hesaplanarak istenilen amaca ulaşılmıştır. Anahtar kelimeler: Sürünme, Sürünme Dizaynı, Yüksek Sıcaklıkta Çalışan Borular

ABSTRACT In refinery services and industrial plants, productivity and reliability of boilers are the first desired conditions. For this reason, depend upon material selection, capacity and operational conditions, designs of the boiler tubes thickness calculation and remaining tube life prediction are determined based on creep design at elevated temperature. The designing of the boiler tubes on the bases of the reliability, productivity and environmental condition changes in different companies. In the present work, two design methods are used. The first method is developed by Bree, O'Donell and Porowski is used to evaluate the time dependent inelastic effects by considering the interaction of the primary hoop stress occurred as a result of the internal pressure with cyclic secondary thermal stresses in tube wall. Second method used is the traditional method of heater tube design that depends on the `mean diameter equation`. The tubes have been again designed and the calculation of the remaining life of heater tubes of the operating power plant in Mersin Soda Ash Plant is aimed. For this reason, tubes materials and design thickness is provided, studied and then tubes thickness is measured in accordance with operating periods. Under this information all of tubes are again designed, life fraction of the tubes are evaluated also remaining life of that is predicted. Thus aim is reached. Key words: Creep, Creep Design, Tubes Operate At Elevated Temperature u