Energeti̇k materi̇allar

1.

AZƏRBAYCAN RESPUBLİKASI TƏHSİL NAZİRLİYİ
AZƏRBAYCAN TEXNİKİ UNİVERSİTETİ
Kafedra: Enerji effektivliyi və yaşıl enerji texnologiyaları
“ENERGETİK MATERİALLAR”
fənni
b.m. Müslümov Ə.H.

2.

№
Tarix
Proqramın mövzuları
Mühazirə dərslərində tədris olunan
mövzuların
məzmunu
Ədəbiy-yat
Auditoriya
saatları
TSİ
[1-4]
2
1
I Semestr
1
1. Materialların
xassələri və işləmə
şəraitləri
1.1. Materialların təsnifatı və
energetik qurğularda işləmə
şəraitləri. Metalların kristallik
quruluşu. Kristallik cisimlərin
quruluş qüsurları
2
1.2. Metal və ərintilərin xassələri və
onların təyini. Metal və ərintilərin
kimyəvi-termiki emalı. Metalların
sürünməsi və dağılması
[1-4]
2
1
3
1.3. Metalların deformasiyası.
Elastik və plastik deformasiya
[1-4]
2
1
4
1.4. Qızmanın deformasiya olunmuş
metal strukturuna və xassələrinə təsiri.
Metal ərintilərinin hal diaqramları
[1-4]
2
1
2.1. Dəmir və dəmir əsaslı ərintilərin
təsnifatı və xassələri
[1-4]
2
1
5
2. İstilik energetik
qurğuların
avadanlığının
hazırlanması üçün
istifadə olunan
metallar

3.

6
2.2. Buxar və su yollarının möhkəmlik
xarakteristikası və onların iş şəraitinin
təhlili. Metalların uzun müddətli
möhkəmliyi
[1-4]
2
1
7
2.3. Metalların yorğunluğu və kövrəkliyi
[1-4]
2
1
8
2.4. Qazanların barabanlarının
hazırlanması üçün istifadə olunan metallar
[2-4]
2
1
3.1. Energetik qurğularda istifadə olunan
karbonlu poladlar. Legirləyici elementlər və
onların poladın tərkibində rolu
Termodinamik sistemin ətraf mühitlə
əlaqəsi zamanı tarazlıq şərtləri
[1-4]
2
1
3.2. Qızma səthlərinin boruları və buxar
kəmərləri üçün poladlar. Legirlənmiş
poladların təsnifatı və markalanması
[1-4]
2
1
9
10
3. Korroziyaya və
odadavamlı polad və
ərintilər. İzolyasiya və
kipləşdirici materialların
təsnifatı

4.

11
3.3. İEQ-da istifadə olunan poladların
korroziyası. Korroziyaya davamlı polad və
ərintiləri. İstismar zamanı istilik energetik
qurğularının metallarında yaranan
zədələnmələr
[1-4]
2
1
12
3.4. Odadavamlı polad və ərintilər.
Çuqunların təsnifatı və tətbiqi İzolyasiya
materiallarının təsnifatı. Energetik
qurğularda istifadə olunan izolyasiya
materiallarının təsnifatı
[1-4]
2
1
13
3.5. Neft yağlarının əsas fiziki-kimyəvi
xassələri. Konsistent sürtkülərin təsnifatı
[4,5]
2
1
4.1. Qeyri metallar. Plastik və rezin
kütlələrin tərkibi və təsnifatı
[1-3]
2
1
4.2. Əlvan metallar və onların ərintilərinin
tətbiqi
[1-3]
2
1
30
15
14
15
4. Qeyri və əlvan
metallar
Cəmi:

5.

Mühazirə 1
Materialların təsnifatı və
energetik qurğularda işləmə
şəraitləri

6.

Materialların xüsusiyyətləri

7.

Metal və ərintilərin quruluşunu, çevrilmələri və xassələrini öyrənmək üçün sistem, faza və struktur
anlayışlarından istifadə edilir. Müvazinət halında olan
fazalar məcmuuna sistem deyilir.
Sistemin müəyyən tərkibə, kristal quruluşuna,
xassələrə, eyni aqreqat halına malik olan və qalan
hissələrdən ayrılma səthi ilə ayrılan tərkib hissəsi faza
adlanır.
Struktur dedikdə isə metal və ərintilərdə müvafiq
fazaların forması, ölçüləri və qarşılıqlı yerləşmə
xarakteri nəzərdə tutulur.

8.

Materialların keyfiyyəti və onun
qiymətləndirilməsi
Təyinatına görə müəyyən tələbləri ödəyən
xassələr cəminə materialların keyfiyyəti
deyilir. Əsasən materialların keyfiyyəti
kimyəvi tərkib, struktur və xassələrin
arasındakı əlaqə ilə təyin olunur.

9.

Materialların xassələri dedikdə mexaniki – möhkəmlik həddi,
bərklik, özlülük və s.; fiziki – sıxlıq, ərimə temperaturu, genişlənmə
temperaturu əmsalı, elektrik keçiriciliyi, istilik keçiriciliyi, maqnit
xassələri və s.; texnoloji – plastiklik, elastiklik, qaynaq olma qabiliyyəti,
kəsmə ilə emal edilə bilmə və s.; istismar – istiliyə davamlılıq, istilik
möhkəmliyi,
korroziyaya
davamlılıq,
sürtünməyə
davamlılıq,
radiasiyaya davamlılıq və s.; və kimyəvi xassələri nəzərdə tutulur.

10.

11.

Möhkəmlik – xarici dağıdıcı qüvvəyə materialın
müqavimət göstərmək qabiliyyətidir.
Bərklik – xarici təsir altında daha bərk cismin daxil
olmasına materialın müqavimət göstərməsidir.
Özlülük – dinamiki yükün təsiri ilə dağılmasına
materialın müqaviməti deməkdir.
Plastiklik – xarici qüvvənin təsiri altında materialın
dağılmadan öz ölçü və formasını dəyişə bilmə
qabiliyyətidir.
Elastiklik – xarici yükün təsiri bitdikdə materialın
öz ölçü və formasını bərpa etmə qabiliyyətidir.

12.

Qaynaq olma qabiliyyəti – materialın yüksək
qaynaq birləşmələrinin yaranmasıdır.
Kəsmə ilə emal edilə bilmə - materialın kəsici
alətlərlə emal oluna bilmə qabiliyyətinin təyinidir.
Sıxlıq – materialın kütləsinin hecminə olan
nisbətidir.
Elektrik keçiriciliyi – istilik itkisi olmadan
materialın yaxşı elektrik keçirmə qabiliyyətidir.
İstilik keçiriciliyi – materialın istiliyi isti cismdən
soyuq cismə keçirmə qabiliyyətidir.

13.

İstilik
materialın
möhkəmliyi
mexaniki
–
yüksək
temperaturda
xassələrini
saxlama
qabiliyyətidir.
Sürtünməyə davamlılıq – materialın səthinin
sürtünmə nəticəsində dağılmasına müqavimət
qöstərmə qabiliyyətidir.
Radiasiyaya davamlılıq – materialın şüalamnaya
müqavimət qöstərmə qabiliyyətidir.
Korroziyaya davamlılıq - ətraf mühitin kimyəvi
təsiri nəticəsində metalların dağılmasına müqavimət
göstərməsidir.

14.

15.

Müasir istilik energetikasının inkişafı yüksək gücə və buxarın yüksək
işçi parametrlərinə (təzyiq 140 at-dən 240 at-dək, temperaturu 5700C və
daha yüksək) malik enerji blokları ilə təchiz olunan istilik elektrik
stansiyalarının qurulub-tikilməsi yolu ilə aparılır. Bu səbəbdən montajqaynaq işlərinin daha yüksək texniki səviyyədə yerinə yetirmək cox
vacibdir. Müasir istilik energetikasının inkişafı bir başa stansiyaların
keyfiyyətli avadanlıqla təmin etməkdən ibarətdir. Yüksək güclü enerji
bloklarının sərfəli və etibarlı işini təmin etmək üçün konstruktor
sahəsində və energetik qurğuların hesablanmasında əsasən metalın
uzunömürlülük problemlərini həll etmək vacibdir

16.

İstilik energetikasında əsas işçi cism su və su buxarıdır və bu səbəbdən qızma
səthlərinin çirklənməsi və korroziyası problemləri üzə çıxır. Buna görə avadanlığın
korroziyaya davamlı metallardan hazırlanması vacibdir.
Layihələndirmə zamanı qazanların və köməkçi avadanlığın əsas şərtlərindən biri
etibarlı işlərini təmin etmək üçün metal və ərintilərin düzgün seçilməsi vacibdir,
əsasən də qizma səthlərinin, asma sistemlərin, baraban və kollektorların, buxar və
bəsləyici su kəmərlərinin və s. hazırlanmasında.

17.

Energetik qurğularında metalların işləmə şəraitləri.
Energetikanın əsasını məlum olduğu kimi istifadə olunan
elektrik enerjisinin əsas hissəsini istehsal edən istilik elektrik
stansiyaları təşkil edir. İES-i işə salmaq üçün hidravlik
elektrik stansiyalarına nisbətən az vaxt və az kapital xərcləri
tələb olunur. İES-lər eyni vaxtda sənaye və məişət
tələbatçılarının elektrik enerjisi buxar və su şəklində istiliklə
təchiz etmə problemlərini həll edir. İES-i hər hansı bir gücdə
tikmək, növbə ilə istifadəyə vermək və elektrik enerjisi
tələbatçılarına yaxın yerləşdirmək olar.

18.

Lakin yanacağa böyük xərclərə və küllü miqdarda istismar
personalının olmasına görə İES-də alınan elektrik enerjisi baha başa
gəlir. Energetikanın gələcək inkişafı əsasən İES-in inkişafı və
iqtisadiyyatın artırılmasının əsas yolları aşağıdakılar olub və olacaq:
aqreqatların iriləşməsi, buxarın işçi parametrlərinin artırılması, aralıq
qızdırılma, regenerasiya və istiləşdirmənin istifadə edilməsi, istilik
səthlərinin istilik gərginliklərinin artırılma yolu ilə metalın istifadəsinin
intensifikasiyası.

19.

Qısa müddətli, lakin həddən artıq yüksək temperaturun artması metalın
möhkəmliyini kəskin azaldır. Borularda ilişmə əmələ gəlir, onun divarı nazikləşir,
borunun təşkiledicisi boyu borunun yarılması baş verir. Metalın həddindən artıq
qızdırılması ekran və buxarlandırıcı borularda sirkulyasiyanın pozulması, boruların
əyilmiş sahələrində buxar-su qarışığının laylara ayrılması, duzların çökməsi və s. baş
verir.

20.

Temperaturun dəyişməsində yaranan dövrlü təkrarlanan dəyişən
gərginliklərin çoxsaylı təsiri metalda termiki yorğunluğu yarada bilər. Bu
isə onun xidmət etmə müddətini azaldır. Metalın qızdırılması birinci
növbədə atomlararası əlaqələrin zəifləməsi hesabına onun möhkəmlik və
plastiklik xassələrinin mühüm dəyişməsini yarada bilər. Bundan başqa
texniki metal və ərintilərin temperaturlarının artırılması fiziki-kimyəvi
proseslərin daha effektiv inkişafına gətirir. Bu proseslər isə otaq
temperaturlarında çox cüzi sürətlə baş verir və yaxud heç keçmir. Məsələn,
azkarbonlu poladın plastiklik göstəriciləri temperaturun qaldırılması ilə
əvvəl azalır, sonra isə təxminən 2500C-dən başlayaraq artmağa başlayır.
Başqa cür möhkəmlik həddi dəyişir.

21.

O, 50-1000C temperaturlarda azalır, sonra isə qalxmağa başlayır və 250-3000C-də
maksimuma çatır. İstilik mübadilənin intensivliyi qazanın metal həcminin azalmasına
gətirir, ancaq bununla yanaşı metalın işləmə şəraitlərini mürəkkəbləşdirir. Əgər kiçik
məhsuldarlıqlı qazan aqreqatlarında istilik gərginlikləri 45-55 kVt olarsa, 300 MVt-lı
buxar buxargenerator blokların aşağı radiasyon hissəsində mazut istifadə olunduqda
gərginliklər on dəfə artır. Divarın qalınlığı boyu istilik düşküləri kəskin artıb və bəsləyici
suyun təmizliyinə tələbatlar sərtləşib. Qeyd olunan istilik axınlarında boruların daxili
tərəfində qalınlığı 0,1 mm ərpin əmələ gəlməsi kifayətdir ki, metalın icazə verilməyən
qızdırılması və dağılması əmələ gəlsin.

22.

Buxarın parametrlərinin artması ilə həm qaz, həm də buxar
tərəfindən gedən korroziyon prosesləri kəskin intensivləşir.
Bu proseslərin əhəmiyyəti xüsusən vacib olur ki, buxarın
temperaturu 5100C-dən yüksək olur.
İstismar rejimlərinin dəqiq saxlanılmasına verilən tələbatlar
artmışdır.
Şirma və ya konvektiv buxar qızdırıcıların, hətta qısa müddətdə
hesablama səviyyədən temperaturun 50-600C artması metalın
strukturunda bərpa olunmayan dəyişikləri yaradıb, xidmət etmə
müddətinin kəskin azalmasına və gələcəkdə gözlənilməz
qəzalara gətirə bilər.

23.

Energetik sistemlərdə gün ərzində və həftənin günləri ərzində yüklərin qrafiklərinin qeyribərabərliyi ilə əlaqədar dəyişən rejimdə işləyən İES-in sayının artması müşahidə edilir.
Buraxılma, saxlanma və yükün kəskin dəyişməsi nəticəsində əlavə, zaman üzrə dəyişən
termiki gərginliklər əmələ gəlir. Belə gərginliklər çəki yükləri ilə birlikdə baş verərək dağılmanı
əmələ gətirirlər.
Səbəbi ondan ibarət olur ki, detalların materialları termiki və ya aztsiklli yorğunluğa,
müqavimətin təsirinə məruz qalır.
Dağılma təhlükəsi o qədər çox olur ki, nə qədər kəskin rejimlər dəyişir və detallar nə
qədər iri olurlar.

24.

Materialların energetikada işləmə
şəraitləri
Qazanlarda buxarın temperaturu:
5000C - 5700C
Tüstü qazlarının ocaqda temperaturu: 15000C - 18000C
İstilik şəbəkələrində suyun temperaturu: 650C – 1500C
Stansiyada təzyiqlər: 140atm – 240atm

25.

Metalların kristallik
quruluşu

26.

27.

Cismlərin aqreqat halı
bərk, maye, qaz
Cismin bir haldan digərinə keçməsi onun
sərbəst enerjisinin, entropiyasının və digər
fiziki xassələrinin siçrayışla dəyişməsi ilə
müşayiət olunur:
F=U-TS
burada U – daxili enerji, T – temperatur,
S – entropiyadır

28.

Maddələrdə hissəciklərin (atomların)
yerləşməsinin sxematik modeli
Bərk
Maye
Qaz

29.

30.

Atomların üç ox boyunca dövrü olaraq
müntəzəm təkrarlanan düzülüşü kristal qəfəsi
əmələ gətirir, kristal qəfəsinə malik cismlər isə
bərk kristallik cism adlanır. Bərk cismlərlə yanaşı
amorf cismlər də mövcuddur. Atomların nizamsız
yerləşməsi, yəni atomların müəyyən yerinin
olmaması, amorf (formasız) cismlər adlanır. Amorf
cismlərdə atomlar xaotik yerləşmiş müvazinət
vəziyyətləri ətrafında kiçik ehtizazlı hərəkət edir
və kristal qəfəsi əmələ gətirmir.

31.

Kristal qəfəs

32.

Kristal qəfəslərin tipləri:
1. Həcmimərkəzli kub – 1 özəyə 2 atom
2. Üzümərkəzli kub – 1 özəyə 4 atom
Kristallik
materialların kristal
qəfəslərinin müxtəlif
müstəvilərində
atomların yerləşmə
sıxlığı
müxtəlifdir.
Məsələn,
həcmimərkəzli
kub
kristal qəfəsinin yan
üz müstəvisində 4
atom,
diaqonal
müstəvisində isə 5
atom vardır.

33.

3. Heksaqonal quruluş – 1 özəyə 6 atom

34.

Bir çox metallar müxtəlif temperaturda
müxtəlif tipli kristal qəfəsə malik olur.
Metalın müxtəlif kristal formalarına
malikolma qabiliyyətinə polimorfizm
və ya allotropiya deyilir, kristal
quruluşların özləri isə allotropik forma
və ya modifikasiya adlanır.

35.

Bir
kristal
modifikasiyasının
başqa
modifikasiyaya
çevrilmə
temperaturu
polimorf çevrilmə temperaturu adlanır. Polimorf çevrilmə zamanı kristal qəfəsin tipi
dəyişir. Bu hadisəyə yenidən kristallaşma
deyilir. Bir polimorf formadan başqasına
keçid zamanı kristal qəfəsin tipi dəyişməklə
yanaşı, metalın sıxlığı və xassələri də dəyişir. Poladda çevrilmə zamanı həcmin artması
hətta materialın dağılmasına səbəb ola bilir.

36.

Saf dəmirin soyudulma
əyrisi
Saf dəmirin 911 C-dən
aşağı
temperaturda
həcmimərkəzli kub tipli
qəfəsə malik 911 Cdən
1392 C-dək
üzümərkəzli kub tipli
qəfəsi
malik
modifikasiyası
mövcuddur.

37.

Bütün düyünləri eynicinsli atomlarla
doldurulmuş, arakəsmələri olmayan
kristallik qəfəs ideal adlanır.

38.

Kristallik cismlərin quruluş qüsurları
Real metalın kristal quruluşunda bütün
hallarda
atomların
kristal
qəfəsində
qanunauyğun düzülməsini pozan qüsurlar
mövcuddur.
Bu
qüsurlar
materialın
xassələrinə müəyyən təsir göstərir.
Kristallik cismlərin quruluş qüsurları
həndəsi əlamətlərinə görə nöqtəvi, xətli və
səthi qüsurlara bölünür.

39.

Nöqtəvi qüsurların ölçüsü hər üç ox
boyunca kiçik olur. Onların ölçüsü bir neçə
atom diametri böyuklüyündə olur. Nöqtəvi
qüsurlara vakansiyalar adlanır. Vakansiyalar
atomun düyünlər arasına və ya səthə keçməsi, ya da səthdən buxarlanması
nəticəsində meydana gəlir.

40.

41.

Xətti qüsurlar iki ox boyunca çox kiçik
ölçüyə malik olur. Xətti qüsurların ən
mühüm növü dislokasiyalardır. Dislokasiyaların
öyrənilməsi
kristallik
cisimlərin
plastik
deformasiyasının
təbiətini, metalların möhkəmliyinin və
plastikliyinin təbiətini izah etməyə imkan
vermişdir. Dislokasiyalar öz növbəsində
kənar və vint dislokasiyalarına bölünür.

42.

Dislokasiyaların sxemi
Vint dislokasiyası

43.

Kənarların dislokasiyası

44.

45. DİQQƏTİNİZƏ GÖRƏ TƏŞƏKKÜRLƏR!