LEI projektas

            Lietuvos energetikos instituto darbuotojai įsijungę į COST 538 veiklą numato vykdyti individualų projektą, kurio pavadinimas „Karščiui atsparių plienų karbidinės fazės analizė rentgeno spinduliuotės difrakcijos metodu“.

Karščiui atsparių plienų fizinės ir mechaninės savybės keičiasi ilgalaikės eksploatacijos metu. Aukštų temperatūrų elektrinių įrenginių eksploatacinis resursas priklauso nuo karščiui atsparių plienų mikrostruktūros pokyčių. Svarbiausi karščiui atsparių perlitinių plienų senėjimą ir savybių degradaciją nulemiantys faktoriai yra legiruojančių elementų difuzija iš ferito fazės į matricos grūdelių ribas ir cementito, kaip pirminės karbidų fazės, ištirpimas, kurie apsprendžia specialiųjų legiruotųjų termodinamiškai stabilesnių molibdeno, vanadžio bei chromo karbidų išsiskirimą. Todėl LEI Medžiagų tyrimų ir bandymų laboratorija su moksliniu potencialu ir sukaupta patirtimi dalyvauja II WP „Feritinių plienų  degradacija ir modeliavimas“ tyrimų kryptyje.

            Projekto tyrimuose panaudoti Kauno elektrinės garotiekio plienas12Cr1MoV bei pagrindinio garų kolektoriaus katilų plienas 15Cr1Mo1V, buvę eksploatuojami virš 100 tūkst. valandų. Tikimasi, kad projekto vykdymo metu bus gauti karščiui atsparūs plienai iš AB „Lietuvos elektrinė“, kas leis išsamiau įvertinti struktūrinius pokyčius plienuose atsižvelgiantį eksploatacijos sąlygas.

LEI projekto tikslai:

1.      Bandinių ėsdinimo receptūrų, geriausiai leidžiančių atskleisti plienų mikrostruktūrose susidarančius karbidus, ir ėsdinimo procedūros sukūrimas.

2.      Karbidinės fazės matavimų atlikimas plienuose su skirtingomis anglies  koncentracijomis.

3.      Karščiui atsparių plienų 12Cr1MoV ir 15Cr1Mo1V mikrostruktūros, priklausomai nuo plienų eksploatacijos laiko, pokyčių  charakterizavimas rentgeno spinduliuotės difrakcinės analizės metodu.

Medžiagų tyrimų ir bandymų laboratorijoje sukauptas mokslinis ir techninis potencialas garantuoja mokslinių tyrimų atlikimą aukštame lygmenyje, kadangi darbai susiję su metalinių konstrukcijų degradacija dėl korozijos bei struktūrinių virsmų eksploatacijos metu sėkmingai vykdomi jau dešimtį metų.

Pradiniai plieno sendinimo rezultatai parodė, kad rentgeno spinduliuotės difrakcinės analizės metodu galima tiksliai nustatyti karbidinių fazių susidarymo seką, o gautus rezultatus vėliau bus galima panaudoti karščiui atsparių plienų eksploatacijos laikui (susidėvėjimui) prognozuoti.

Mūsų darbo tikslas – rentgeno spinduliuotės difrakcinės analizės metodu nustatyti plieno 12X1MФ, sendinto laboratorinėse sąlygose 600-700 ^oC temperatūrose, karbidinų fazių kiekio pokyčius, kurie yra vienas iš plieno būsenos vertinimo kriterijų. Aprašyti karbidinių fazių difrakcinių maksimumų integralinių intensyvumų pokyčius, taikant Avrami ir Johnson-Mehl-Avrami modelius ir apskaičiuoti karbidų susidarymo reakcijos greitį, reakcijos eilę, proceso aktyvacijos energiją, legiruojančių elementų difuzijos iš ferito gardelės į grūdelių ribas koeficientus. Gautus rezultatus palyginti su eksploatuotų plienų kinetiniais parametrais.

Apskaičiuoti plieno 12X1MФ, sendinto 600 – 700 ^oC temperatūrose, karbidinių fazių kristalinių gardelių parametrų vertes ir jų pokyčius sendinimo metu, bei nustatyti karbidinių fazių stechiometrinę sudėtį. Šie duomenys taip pat galėtų būti tinkami eksploatuoto 12X1MФ plieno būsenai įvertinti. Remiantis gautais rezultatais, įvertinti rentgeno spinduliuotės difrakcinės analizės metodo taikymo, nustatant plieno eksploatacinę būklę, pranašumus ir trūkumus.