محسن کهرم - دانشیار دانشکده مهندسی دانشگاه فردوسی مشهد
سید عبدالکریم سجادی - استادیار دانشکده مهندسی دانشگاه فردوسی مشهد
قاسم بهادری - قسمت تعمیرات مکانیک شرکت مدیریت تولید برق توس
مسعود مهدیزاده - دانشجوی کارشناس ارشد

از اجزاء مهم بویلرها ه در سوپرهیترها و ری هیترها هستند که به دلیل تحمل درجه حرارت و فشار بالا از اهمیـت ویـژه ای برخوردارهســتند . از آســیب هــای رایــج ایــن هــدرها تــرک خوردگی محل جوش لوله های متصـل بـه هـدرها بـوده کـه تحت تاثیر خزش و خستگی ناشی از انبساط حرارتـی آمـاده شکستگی می شوند . از معضلا ت بـویلر نیروگـاه تـوس تـرک خوردگی جوش لوله های متصل به هدر سـوپرهیتر شـماره 2 می باشد . در پروژه تحقیقاتی تعریف شده بـه منظـور بررسـی موضوع فوق، ابتدا آزمایش های ریزساختاری محل نقص انجام گردید که نتیجه این آزمایش ها طبیعی بـودن ریزسـاختار فلـز محل نقص را نشان داد . در ادامه پروژه با کمک نرم افزارهای شبیه سازی دامنه حرکتی ناشی از انبساط و انقبـاض هـدر در جهات مختلف بررسی گردید . نتیجه این شبیه سازی هـا ایـن بود که هدر در جهت انبساط لوله های متصل به آن نمی تواند به صورت مناسب منبسط شود، این عدم انبساط باعث تمرکـز تنش بیش از حد به محل جوش لولـه هـای متصـل بـه هـدر می شود . با اندازه گیری انبساط محلی هدر در جهات مختلـف نتیجه فوق تایید شد و علاوه بر آن در شرایط خاصی از درجه حرارت و فشار درحین راه اندازی واحد، اندازه گیـری نشـان داد که دو سر هدر به سمت پائین و وسط هدر به سـمت بـالا حرکت می ک ند . محاسبات و بررسی های شبیه سـازی نشـان می دهد، پائین آمدن دو سر هدر به علت نقص طراحی باعـث بالا رفتن سطح تنش در محل جوش لوله های متصل به هـدر شده و با تمرکز تنش ناشی از عدم انبساط جمع می شود، لذا تاثیر این دو عامل با هم باعث افـزایش تـنش و شکسـت زود هنگام جوش لوله ها که با خم خاصی به دو سر هدر متصـل گردیده اند می شـود . بـالا رفـتن وسـط هـدر در سـطح تـنش لوله های وسطی تاثیری ندارد و اندازه گیری محلـی نشـان داد که انبساط لوله های وسـط هـدر متناسـب بـا افـزایش درجـه حرارت صورت می گیرد، بنابراین تنش در این دسـته از لولـه ها از حد تحمل خارج نمـی شـود و ایـن دو از عوامـل مهـم نشکستن لوله های وسط هدر می باشند.

هدر، سوپر هیتر، تنش های حرارتی