[發(fā)明專利]汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子焊接缺陷評(píng)定方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410160433.3
• 申請(qǐng)日: 2014-04-21
• 公開（公告）號(hào): CN103954688A
• 公開（公告）日: 2014-07-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱明亮;軒福貞;劉霞;梅林波
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華東理工大學(xué);上海電氣電站設(shè)備有限公司
• 主分類號(hào): G01N29/04
• 分類號(hào): G01N29/04;G01N29/44
• 代理公司: 上海翼勝專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 31218
• 代理人: 翟羽;黃燕石

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子焊接制造領(lǐng)域，涉及一種基于超高周疲勞的汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子焊接缺陷評(píng)定方法。

背景技術(shù)

汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的焊接制造能夠滿足機(jī)組容量大、緊湊型好、易于保證質(zhì)量等優(yōu)點(diǎn)，在火電和核電等領(lǐng)域得到廣泛運(yùn)用。焊接轉(zhuǎn)子的制造過程復(fù)雜，對(duì)焊接工藝的可靠性及其選擇要求高。中國專利《單缸式汽輪機(jī)焊接轉(zhuǎn)子及其焊接方法》(申請(qǐng)?zhí)枺?01010585886.2)，給出了汽輪機(jī)的焊接方法，沒有涉及焊接工藝的評(píng)價(jià)問題。為考核焊接轉(zhuǎn)子的性能和可靠性，現(xiàn)有技術(shù)常通過模擬服役條件下強(qiáng)度試驗(yàn)，以判斷能否滿足設(shè)計(jì)要求。而焊接質(zhì)量的監(jiān)控主要基于無損探傷，其缺陷檢出能力受到檢測(cè)水平和能力的限制，無損檢測(cè)方法在準(zhǔn)確獲取焊接缺陷的尺寸、位置等方面還存在一定難度。此外，檢出缺陷后的安全評(píng)價(jià)理論及壽命預(yù)測(cè)技術(shù)不完善，國內(nèi)現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)GB/T19624-2004《在用含缺陷壓力容器安全評(píng)定》僅涉及塑形極限等靜態(tài)破壞模式，無法為評(píng)價(jià)焊接工藝的優(yōu)劣提供借鑒。汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子焊接制造的工藝條件選擇缺乏成熟的技術(shù)支撐，有必要提出新的焊接缺陷評(píng)定方法。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子焊接缺陷評(píng)定方法，采用超高周疲勞試驗(yàn)獲取焊接缺陷類型及分布信息，把缺陷當(dāng)做裂紋處理，運(yùn)用短裂紋閉合、疲勞門檻值同裂紋長(zhǎng)度的關(guān)系，評(píng)定焊接缺陷，優(yōu)化焊接工藝。

本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：

一種汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子焊接缺陷評(píng)定方法，其特征是，包括如下步驟：

第一步：對(duì)使用不同焊接工藝的不同批次的轉(zhuǎn)子均采用超聲加速疲勞試驗(yàn)，分別得到不同批次轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)中的最大缺陷尺寸作為初始缺陷尺寸；

第二步：對(duì)每個(gè)批次的轉(zhuǎn)子分別在多個(gè)應(yīng)力比條件下進(jìn)行材料本征門檻值的估算，所述材料本征門檻值是指應(yīng)力比R逼近1時(shí)的門檻值，記為ΔK_th,eff；

第三步：對(duì)每個(gè)批次的轉(zhuǎn)子，根據(jù)McEvily模型，得到疲勞門檻值ΔK_th,short的計(jì)算公式為：

ΔKth,short=ΔKth,op+ΔKth,eff=[1-e-k(area-area0)]·ΔKop,max+ΔKth,eff]]>

式中：

ΔK_th,op為裂紋閉合引起的門檻值分量；

ΔK_op,max為裂紋張開應(yīng)力強(qiáng)度因子范圍的最大值，ΔK_op,max＝(K_op)_max-K_min；

ΔK_th,eff為材料本征門檻值；

為初始缺陷尺寸；

K_op為裂紋張開應(yīng)力強(qiáng)度因子，疲勞門檻值試驗(yàn)中按GB/T6398《金屬材料疲勞裂紋擴(kuò)展速率試驗(yàn)方法》測(cè)定；