Температурные напряжения в твердых телах обусловлены неравномерным распределением температур: если температура одинакова во всех точках твердого тела, то температурные напряжения в нем не возникнут. При наличии градиента температур одни слои расширяются больше, другие меньше. Менее нагретые слои препятствуют расширению слоев, нагретых до более высокой температуры, в результате чего в последних возникают температурные напряжения сжатия, а в менее нагретых слоях — напряжение растяжения.
В элементах современных значительные температурные напряжения имеют место в трубках экранов, фестона и радиационных и полурадиационных (ширмовых) пароперегревателей вследствие высоких тепловых нагрузок и, следовательно, значительного градиента температур в стенке. Температурные напряжения невелики в других элементах, если им обеспечена свобода теплового расширения.
Значительные по величине температурные напряжения могут возникнуть при быстром нагреве или охлаждении элементов котельных установок, особенно паропроводов, выполненных из аустенитных сталей, коэффициент линейного расширения которых больше, чем у перлитных сталей.
Температурные напряжения в стенке цилиндрических сосудов при их наружном обогреве можно подсчитать по известным размерам цилиндра, перепаду температур в стенке и некоторым физическим константам материала.
Наиболее опасной зоной является часть стенки сосуда, прилегающая к внутренней поверхности, где действуют растягивающие окружные и осевые напряжения, имеющие одинаковый знак с окружными и осевыми напряжениями, обусловленными внутренним давлением.
При внутреннем обогреве цилиндрического сосуда (барабаны и камеры, находящиеся вне газоходов, трубопроводы воды и пара) максимальные растягивающие окружные температурные напряжения будут иметь место на наружной (поверхности сосуда и имеют разные знаки с напряжением от внутреннего давления, вследствие чего материал стенки нагружен значительно равномернее, чем при наружном обогреве.
Постоянные во времени температурные напряжения не оказывают существенного влияния на прочность элементов паровых котлов, поэтому не учитываются в механических расчетах. Это связано с тем, что при внутненнем обогреве они не увеличивают максимального напряжения от внутреннего давления. Что же касается наружного обогрева, то в этих условиях работают в основном трубы небольших диаметров, являющиеся менее ответственными деталями по сравнению с барабанами, камерами и трубопроводами. Кроме того, при высоких температурах металла величина постоянных температурных напряжений будет уменьшаться с увеличением времени работы детали.
Опасными являются переменные температурные напряжения, связанные с колебаниями температуры.
Выполнить качественно токарные работы вам могут при заказе перейдя по ссылке. Выполнение токарных работ опытными специалистами и на современном токарном оборудовании.
