Přeskočit na hlavní obsah
Přeskočit hlavičku

Materiály v konvenčních energetických zařízeních

Typ studia navazující magisterské
Jazyk výuky čeština
Kód 653-3033/01
Zkratka MKEZ
Název předmětu česky Materiály v konvenčních energetických zařízeních
Název předmětu anglicky Materials in Conventional Power Plants
Kreditů 6
Garantující katedra Katedra materiálového inženýrství a recyklace
Garant předmětu prof. Ing. Vlastimil Vodárek, CSc.

Osnova předmětu

1. Základní konstrukční části konvenčních energetických zdrojů: tepelné elektrárny a teplárny, paroplynové elektrárny, jaderné elektrárny. Trendy vývoje těchto energetických zdrojů.
2. Požadavky na materiály pro jednotlivé konstrukční části konvenčních energetických zdrojů. Základní konstrukční materiály: oceli a niklové slitiny, jejich stručná klasifikace.
3. Základní mechanismy degradace materiálů za podmínek jejich provozování v konvenčních energetických zdrojích: tečení materiálu, nízkocyklová únava, tepelné zkřehnutí, koroze, vysokoteplotní oxidace v prostředí páry, vodíkové zkřehnutí, korozní praskání pod napětím, kavitace, eroze, radiační poškození.
4. Odolnost materiálů vůči tečení, zpracování výsledků zkoušek tečení, využití výsledků zkoušek tečení při návrhu konstrukčních částí konvenčních zdrojů pracujících v oblasti tečení (creepu). Interakce creepu a nízkocyklové únavy.
5. Nelegované uhlíkové oceli: chemické složení nejdůležitějších značek ocelí, mechanické vlastnosti a struktura ve výchozím stavu, typické pracovní parametry, nejdůležitější mechanismy degradace uhlíkových ocelí v konvenčních energetických zdrojích.
6. Nízkolegované oceli: chemické složení, vliv tepelného zpracování na strukturu a mechanické vlastnosti této skupiny ocelí, typické pracovní parametry, mechanismy degradace nízkolegovaných ocelí.
7. Moderní značky modifikovaných 2,25CrMo(W) ocelí. Vliv chemického složení ocelí P/T 23 a P/T 24 na vývoj struktury v průběhu jejich tepelného zpracování na jakost. Vliv parametrů provozní expozice na strukturní změny v těchto ocelích. Mechanické vlastnosti po tepelném zpracování na jakost a jejich degradace v průběhu provozní expozice při teplotě cca 550 °C. Homogenní a heterogenní svarové spoje a návary.
8. Martenzitické modifikované (9-12)% Cr oceli: chemické složení progresivních značek ocelí, vliv chemického složení na vývoj struktury a mechanických vlastností během tepelného zpracování na jakost. Změny struktury a mechanických vlastností v průběhu dlouhodobé provozní expozice při teplotě cca 600 °C.
9. Oceli P/T 91 a P/T 92: rozdíly v konstituci těchto ocelí, vlastnosti ve stavu po tepelném zpracování na jakost a po dlouhodobém provozování, základní mechanismy degradace těchto ocelí v různých konvenčních energetických zdrojích, homogenní a heterogenní svarové spoje z těchto ocelí, typické příklady použití těchto ocelí v konvenční energetice.
10. Moderní žáropevné a žáruvzdorné austenitické CrNi(Mo) oceli pro konvenční energetiku: rozdíly v konstituci těchto ocelí, typické mechanické vlastnosti ve stavu po rozpouštěcím žíhání, vliv dlouhodobé provozní expozice v různých konvenčních energetických zdrojích na strukturu a mechanické vlastnosti těchto ocelí.
11. Základní charakteristiky progresivních značek austenitických ocelí HR3C, 347 HFG a SUPER 304H. Degradační mechanismy těchto ocelí během dlouhodobého provozování na teplotě cca 650 °C. Homogenní a heterogenní svarové spoje a návary. Typické příklady použití těchto ocelí v konvenční energetice.
12. Niklové slitiny pro konvenční energetické zdroje: chemické složení, vliv chemického složení na vývoj struktury a mechanických vlastností během tepelného zpracování na jakost, změny struktury a mechanických vlastností za podmínek dlouhodobé exploatace v různých konvenčních energetických zdrojích. Homogenní a heterogenní svarové spoje a návary.
13. Využití strukturních parametrů při hodnocení stupně degradace materiálů v konvenčních energetických zdrojích. Zkoušky umožňující hodnocení lokálních mechanických vlastností provozovaných konstrukčních částí.
14. Praktické příklady řešení provozních havárií konstrukčních částí konvenčních energetických zdrojů. Zkušenosti s moderními značkami ocelí a niklových slitin v zařízeních konvenční energetiky.

Povinná literatura

KUBOŇ, Z. Materiály v konvenčních energetických zařízeních, Ostrava: VŠB–TU Ostrava, 2019.
JONŠTA, Z., A. HERNAS, M. TVRDÝ, L. ČÍŽEK a J. PURMENSKÝ. Žárupevné oceli a slitiny. Žilina: ZUSI, 2002. ISBN 8096860569.
ABE, F., T. U. KERN a R. VISWANATHAN. Creep-resistant steels. Cambridge: Woodhead Publishing Ltd., 2011. ISBN 9781845694012  (e-book).

Advised literature

KASSNER, Michael Ernest. Fundamentals of creep in metals and alloys. Third edition. Amsterdam: Elsevier Butterworth-Heinemann, 2015. ISBN 978-0-08-099427-7 .
PTÁČEK, Luděk. Nauka o materiálu II. 2. opr. a rozš. vyd. Brno: Akademické nakladatelství CERM, c2002. ISBN 80-7204-248-3.
VODÁREK, V. Fyzikální metalurgie modifikovaných (9-12)%Cr ocelí. Ostrava: VŠB-TU Ostrava, 2003.