636-3033/01 – Materiály v konvenčních energetických zařízeních (MKEZ)

Garantující katedraKatedra materiálového inženýrstvíKredity6
Garant předmětuprof. Ing. Vlastimil Vodárek, CSc.Garant verze předmětuprof. Ing. Vlastimil Vodárek, CSc.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostvolitelný odborný
Ročník1Semestrzimní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2020/2021Rok zrušení
Určeno pro fakultyFMTUrčeno pro typy studianavazující magisterské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
VOD37 prof. Ing. Vlastimil Vodárek, CSc.
MAS0021 Ing. Anastasia Volodarskaja, Ph.D.
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zápočet a zkouška 3+3
kombinovaná Zápočet a zkouška 18+0

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Studenti se seznámí s konstrukčními materiály, které jsou využívány v různých typech konvenčních energetických zařízení. Budou umět zvolit vhodný konstrukční materiál pro daný způsob zatěžování a parametry pracovního prostředí v jednotlivých typech energetických zařízení. Budou schopni analyzovat a hodnotit existující technická řešení v materiálové oblasti v konvenčních energetických zdrojích.

Vyučovací metody

Přednášky
Semináře
Cvičení (v učebně)
Experimentální práce v laboratoři

Anotace

Předmět se zabývá moderními konstrukčními materiály, které jsou používány v konvenčních energetických zdrojích: tepelné elektrárny a teplárny, paroplynové elektrárny, jaderné elektrárny. Studenti se seznámí s jejich chemickým složením, režimy tepelného zpracování, strukturou, vlastnostmi a s důsledky degradačních procesů probíhajících za podmínek jejich praktické exploatace v různých energetických zařízeních. Na praktických příkladech jsou demonstrovány výsledky řešení provozních havárií konstrukčních částí.

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).

Doporučená literatura:

ČADEK, J. Creep kovových materiálů. Praha: Academia, 1984. KUBOŇ, Z. Precipitace sekundárních fází a jejich vliv na žárupevnost modifikovaných chromových ocelí. Disertační práce, Ostrava: VŠB - TU Ostrava, 1998. VODÁREK, V. Fyzikální metalurgie modifikovaných (9-12)%Cr ocelí. Ostrava: VŠB-TU Ostrava, 2003.

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

Průběžné ověření studijních výsledků: prezenční forma studia - 2 písemné testy, 2 programy zpracované v průběhu semestru; kombinovaná forma studia - 2 programy zpracované v průběhu semestru. Závěrečné ověření studijních výsledků: prezenční i kombinovaná forma studia - písemná zkouška.

E-learning

Další požadavky na studenta

Nejsou další požadavky.

Prerekvizity

Předmět nemá žádné prerekvizity.

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

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.

Podmínky absolvování předmětu

Prezenční forma (platnost od: 2020/2021 zimní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodů
Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100 (100) 51
        Zápočet Zápočet 35  21
        Zkouška Zkouška 65  30
Rozsah povinné účasti: Stanovená účast na cvičeních.

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.ZaměřeníFormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2021/2022 (N0719A270004) Materiály a technologie pro energetiku PME P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2021/2022 (N0719A270004) Materiály a technologie pro energetiku PME K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2021/2022 (N0715A270002) Materiálové inženýrství (S01) Progresivní technické materiály P čeština Ostrava 1 volitelný odborný stu. plán
2021/2022 (N0715A270002) Materiálové inženýrství (S01) Progresivní technické materiály K čeština Ostrava 1 volitelný odborný stu. plán
2020/2021 (N0715A270002) Materiálové inženýrství (S01) Progresivní technické materiály P čeština Ostrava 1 volitelný odborný stu. plán
2020/2021 (N0715A270002) Materiálové inženýrství (S01) Progresivní technické materiály K čeština Ostrava 1 volitelný odborný stu. plán
2020/2021 (N0719A270004) Materiály a technologie pro energetiku PME K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2020/2021 (N0719A270004) Materiály a technologie pro energetiku PME P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku