[發(fā)明專利]高溫生產(chǎn)設備或部件缺陷的安全性評價方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710170501.4
• 申請日: 2007-11-16
• 公開（公告）號: CN101178590A
• 公開（公告）日: 2008-05-14
• 發(fā)明（設計）人: 軒福貞;涂善東;王正東
• 申請（專利權(quán)）人: 華東理工大學
• 主分類號: G05B19/048
• 分類號: G05B19/048
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司
• 代理人: 繆利明

技術領域

本發(fā)明屬于安全工程技術領域，具體涉及一種高溫生產(chǎn)設備或部件缺陷的安全性評價方法，尤其是鑒別高溫環(huán)境下使用的生產(chǎn)設備或部件在發(fā)現(xiàn)缺陷后是否發(fā)生蠕變斷裂失效的方法，適用于高溫生產(chǎn)設備的安全管理與控制。

背景技術

壓力容器、汽輪機、鍋爐、蒸汽管道等運行在高溫環(huán)境下的設備在服役和制造過程中不可避免的會產(chǎn)生缺陷，蠕變變形和蠕變損傷是導致其失效的主要因素之一，因而如何評價、鑒別這一類設備能否發(fā)生蠕變失效破壞，對保證安全生產(chǎn)具有重要意義。對于常溫環(huán)境下設備缺陷的安全性評價，目前已發(fā)明建立了多個方法可提供保證，包括COD曲線法，應力強度因子法和J判據(jù)方法，以及更先進的雙判據(jù)失效評定圖法(R6方法)，但這些方法均不能使用于高溫蠕變斷裂機制下的評定。

目前針對高溫設備蠕變失效的問題已發(fā)展了多種評定方法，如英國的R5和法國的A16等，但這些方法均是建立在相對嚴格的高溫斷裂力學基礎上，評定過程復雜、繁瑣，需要專業(yè)的斷裂力學知識和力學計算。這種代價較高的評定方法對于需要絕對保證安全的核設備來說是可行的，而且是必要的。但石油化工等過程工業(yè)中設備的安全性要求低于核容器，其缺陷評定原則是“合乎使用”和“最薄弱環(huán)節(jié)”，并且這些設備大多由普通的工程技術人員檢修維護，如果要求他們使用專業(yè)性很強的C^*參量或σ_d方法來判定設備缺陷的安全性，有一定的難度，而且不現(xiàn)實。

已有多個專利技術可用于解決設備安全性評定的問題，如專利CN1614294A“壓力容器疲勞壽命安全預測方法”提出了J積分的裂紋臨界尺寸評價方法，但只能用于常溫下發(fā)生疲勞破壞的設備。專利CN1477383A“高溫部件蠕變壽命的測試方法”提供了一個考慮高溫老化因素的蠕變壽命預測方法，但沒有考慮預先裂紋存在的影響，因而不適用于裂紋引起破壞的安全性評價。其它專利如CN101038248A“一種汽輪機高溫部件蠕變壽命的預測方法及系統(tǒng)”、CN86103018A“確定渦輪部件剩余有效壽命的方法”以及CN1908974A“一種汽輪機高溫耐用件日歷壽命在線評定及預測方法”等均是針對運行汽輪機部件的壽命及安全問題，基于損傷理論建立的預測方法，沒有考慮蠕變斷裂和裂紋因素，因而不能處理工程上檢測發(fā)現(xiàn)缺陷的評價。但實踐中結(jié)構(gòu)發(fā)生裂紋等缺陷不可避免，簡單停車維修和報廢均會造成不必要的浪費，并直接導致設備可靠性降低的后果。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種高溫生產(chǎn)設備或部件發(fā)現(xiàn)缺陷后的簡捷安全性評價方法。

本發(fā)明的用于預測高溫生產(chǎn)設備或部件發(fā)現(xiàn)缺陷后的蠕變斷裂失效的安全性評價方法，包括以下步驟：

一、獲得生產(chǎn)設備或部件的材料在特定溫度下的蠕變應變一時間曲線，并基于蠕變應變一時間曲線建立對應于特定時間的應力應變曲線，即等時應力應變曲線；

二、建立與時間相關的失效評定曲線圖：

首先通過自變量L_r獲得不同的參考應力σref=Lrσ0.2T,]]>其中σ_0.2^T指等時應力應變曲線上對應于0.2％非彈性應變的應力：

然后在所建立的等時應力應變曲線上得到對應于參考應力σ_ref的參考應變ε_ref，根據(jù)以下公式建立與時間相關的失效評定圖：