186873. lajstromszámú szabadalom • Eljárás fáradásnak és/vagy kúszásnak kitett fémes szerkezeti anyagok kimerülési folyamatának késleltetésére
2 előzik meg. A károsodás teljes folyamatának lényeges fázisait a következőképpen lehet összefoglalni: a) szubhatárok kialakulása, b) a szubszemcsék méretcsökkenése, c) a diszlokációsűrűség növekedése, d) elszigetelt üregképződések a szemcsehatároknál, e) üregek koagulációja, f) mikrorepedcs-képzödés, g) makrorepedés-képződés, h) makrorepedés stabil terjedése, i) instabil terjedésű makrorepedés, j) törés. A károsodás az a-e fázisokban reverzibilisnek tekinthető, a mikrorepedés megjelenésétől kezdve a sárosodási folyamat irreverzíbilis, s ezért nem vezethettek eredményre az élettartam lejártakor foganatosított regenerálási kísérletek. Ennek figyelembevételével a találmány szerinti regeneráló eljárás a következő lépéseket foglalja magában: 1. Kijelöljük a mindenkori kezelendő munkatárgynál a kritikus feszültség-koncentrációs helyeket, amelyek károsodása a munkatárgy élettartamát korlátozza, s ahol a helyi hőkezeléses beavatkozás és annak megfelelő ütemű megismétlése alkalmazandó; ilyen hely pl. a csőcsonk, hegesztési varrat, vázszerkezet hegesztett csatlakozása stb. 2. A mechanikai és/vagy hőterhelés fárasztó hatásának is kitett - kezelendő - munkatárgy kritikus pontjaira a korábbi üzemviteli adatok alapján meghatározzuk az élettartam határát reprezentáló kimerülés! mértéket, melyet E mértékként jelölünk. A t örés az E mérték elérésekor, vagyis az élettartam 100%-os kimerítésekor következik be. 3. A szóban forgó igénybevételű, E — 30-40% közötti élettartamkimerülés stádiumában lévő fémes szerkezeti anyagokban a károsodás során - a szokásos konstrukciós kialakításokat és a biztonságos üzemeltetéshez szükséges technológiai szintet figyelembe véve - még nem kezdődött el a mikrorepedésképződés, bár az anyag számos, az üzemkésességet befolyásoló anyagvizsgálati jellemzője ^statikus, dinamikus és fárasztó egyaránt) már - megengedhető mértékben - romlott. Ekkor azonban még ezen anyagok károsodása reverzibilisnek tekinthető, s a létrejött - korábban a-b-c-d-e-vel jelölt - károsodások megfelelő hőkezelési beavatkozással megszüntethetek. 4. A hőkezelési beavatkozás lényege, hogy biztosítsuk az anyag szerkezetében azoknak a diffúziós folyamatoknak a lejátszódását, amelyek az eredeti szövetszerkezet (megközelítően az eredeti eloszlású és méretű kiválások), az eredeti szemcseszerkezet, s az eredeti (mechanikai) tulajdonságok visszaállítását eredményezik. Ez a hőkezelési beavatkozás fémes szerkezeti anyagonként lényegesen eltér egymástól, s a kezelendő szerkezeti elem vastagsága is befolyásolja a kezelés paramétereit. 5. A hőkezelési beavatkozással végzett kezelések fő paraméterei a kezelési hőmérséklet, a hőntartási időtartam, a felfűtési és lehütési sebességek és a beavatkozások ismétlésének periodicitása. Ezeknek az értékeknek a megválasztása a mindenkori szerkezeti elem minősége és az alkalmazási 18 körülmények függvényében annyira eltérő, hogy általános érvényű paraméter-tartományok nem határozhatók meg; a paramétereket a szakember a konkrét alkalmazási körülményektől függően választja meg. Szokványos, sok helyen alkalmazott szerkezeti elemek esetében a találmány szerinti regenerálás elterjedésével természetesen majd kidolgozhatok típusonkénti ajánlott értéktartományok, de nyilvánvaló, hogy - individuálisan fáradó munkatárgyak eseti regenerálásáról lévén szó - még az idők folyamán kialakítható ajánlott értéktartományok is csak útmutató jellegűek, nem tekinthetők minden egyedi esetre mindenképpen érvényes, korlátozó értéktartományoknak. Az értékek megválasztásánál különösen a következő adatokból kell kiindulni:- a regenerálandó alkatrész típusa, minősége, mértékadó mérete, falvastagsága, alkalmazási helye, beépítési helyzete;- a fő jellemző üzemi paraméterek értéke;- az üzembe helyezés óta eltelt üzemidő és ezen belül az indítások száma;- az esetleges megelőző regeneráló beavatkozás időpontja és mértékadó jellemzői. A paraméterek megválasztására a továbbiakban adandó példák bizonyos útmutatást már adnak. 6. A hőkezelési beavatkozások ismétlései révén a feszültség-koncentrációs helyeknek az eredetileg tervezett élettartamot lehatároló (korlátozó) szerepe megszűnik, a kezelt szerkezeti elem élettartama a tervezett (elvárt, jelenleg szokásos) élettartam többszörösére is nőhet. 1. példa A 45 47 III. minőségű kamra (és gőzvezetéki acél). .320 °C-on, 12 évet (81 000 üzemórát) kamraanyagként üzemelt s = 35 mm vastagságú, hegesztett csonkokkal rendelkező kamraanyag regenerálása során 700 °C-ig max. 200 °C/óra, 700-900 °C között max. 140 °C/óra felfűtési sebességgel 900 °C-ra való felfütést, majd 900 °C-on történő 15 perces hőntartást, s a levegőhűtésnek megfelelő lehűlési sebességgel történő hűtést alkalmaztunk. A kezelés eredményeként a szemcse- és szövetszerkezetet, valamint az üzemelés során jelentősen leromlott statikus, dinamikus és fáradási jellemzőket egyaránt visszaállítottuk a beépítéskor megkívánt (közel az eredeti) értékre. (így például a 320 °C-on mért üzemelés előtti 61,3%-os kontrakció értéke a 12 éves üzem során 320 °C-on: 24,3%-ra csökkent. A kezelés utáni kontrakció értéke 320 °C-on 55,1%-ra állt vissza. A Charpy-féle ütvehajlító vizsgálattal meghatározott átmeneti (kritikus) hőmérséklet értéke az eredeti + 12 °C-ról az üzemeltetés következtében + 57 °C-ra romlott, alkalmazott kezelésünk után -23 °C-ra javult!! A fáradási tulajdonságok visszaállítására jellemző törési ciklus: szám értéke például £k — 1,6%-nál 320 °C-on úgy alakult, hogy az eredeti anyagon kimért 350-es ciklusszámérték a 12 éves üzem után 194-re csökkent, majd az alkalmazott kezelés után 307-re nőtt.) .68' 5 10 15 70 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
