[發(fā)明專利]電站鍋爐高溫部件蠕變壽命預(yù)測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810542722.8
• 申請日: 2018-05-30
• 公開（公告）號: CN108845078B
• 公開（公告）日: 2020-12-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 車暢;錢公;楊喜勝;劉杰;楊旭
• 申請（專利權(quán)）人: 中國特種設(shè)備檢測研究院
• 主分類號: G01N33/00
• 分類號: G01N33/00;G01N5/00;G01N1/04
• 代理公司: 北京康信知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11240
• 代理人: 韓建偉;白雪

本發(fā)明提供了一種電站鍋爐高溫部件蠕變壽命預(yù)測方法。該方法包括以下步驟：采用微取樣設(shè)備，利用電火花切割方法，在電站鍋爐高溫部件的表面沿環(huán)向或軸向切取樣品；測量樣品中的第二相總量的質(zhì)量百分含量，第二相包括M₂₃C₆相、Laves相和MX相；將第二相總量的質(zhì)量百分含量帶入公式I中，計(jì)算得出的t_r?t的值即為電站鍋爐高溫部件的蠕變剩余壽命。本發(fā)明提供的上述壽命預(yù)測方法，無需進(jìn)行長時的持久試驗(yàn)，實(shí)效性好、對部件破壞性小、安全高效、經(jīng)濟(jì)可靠。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及設(shè)備壽命檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種電站鍋爐高溫部件蠕變壽命預(yù)測方法。

背景技術(shù)

我國超臨界電站鍋爐裝機(jī)容量已躍居世界第一，高參數(shù)大型化是目前大型電站鍋爐主要特征，電站鍋爐是火力發(fā)電的心臟，其可靠運(yùn)行與國民經(jīng)濟(jì)息息相關(guān)。我國超臨界機(jī)組主要采用引進(jìn)加自主消化的技術(shù)路線，由于發(fā)展迅猛、消化不足以及管理經(jīng)驗(yàn)欠缺等原因，導(dǎo)致目前故障頻發(fā)，運(yùn)行可靠性統(tǒng)計(jì)表明，隨著機(jī)組投運(yùn)時間的延長，可靠性指標(biāo)呈現(xiàn)逐年下降的趨勢。電站鍋爐的高溫部件(通常為耐熱鋼材料，比如馬氏體耐熱鋼)長期在高溫、高壓下運(yùn)行，其材料隨著時間的增長會出現(xiàn)材質(zhì)劣化產(chǎn)生蠕變損傷，主要高溫部件損壞事故時有發(fā)生，安全隱患增多。因此，對于電站鍋爐高溫部件的蠕變壽命預(yù)測，已成為目前電廠迫切需要解決的問題之一。

電站鍋爐高溫部件的蠕變壽命分析，國內(nèi)外多采用Larson-Miller參數(shù)法及其衍生方法、無損檢測方法、與蠕變過程相關(guān)的方法等。Larson-Miller參數(shù)法及其衍生方法，通過提高溫度和應(yīng)力的加速蠕變斷裂試驗(yàn)，來估算較低溫度及應(yīng)力條件下的長期蠕變強(qiáng)度，此種方法需要進(jìn)行長時的持久性能試驗(yàn)，具有破壞性，并且時效性差，預(yù)測的壽命結(jié)果較為保守，外推精度也不高；無損檢測方法以超聲檢測為主，材料在高溫、應(yīng)力和環(huán)境共同作用下長期服役會受到損傷，在材料內(nèi)部產(chǎn)生微小的裂紋，或者在材料內(nèi)部使物理性質(zhì)發(fā)生變化，這些材料變化都會使超聲傳播發(fā)生相應(yīng)的變化，利用這種變化來找出材料損傷與超聲波特性變化的相關(guān)性來評價材料的剩余壽命。通過無損檢測方法進(jìn)行壽命分析，誤差非常大，實(shí)際應(yīng)用意義不大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的在于提供一種電站鍋爐高溫部件蠕變壽命預(yù)測方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中對電站鍋爐高溫部件的蠕變壽命進(jìn)行預(yù)測時存在破壞性、準(zhǔn)確性不足的問題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種電站鍋爐高溫部件蠕變壽命預(yù)測方法，其包括以下步驟：采用微取樣設(shè)備，利用電火花切割方法，在電站鍋爐高溫部件的表面沿環(huán)向或軸向切取樣品；測量樣品中的第二相總量的質(zhì)量百分含量，第二相包括M₂₃C₆相、Laves相和MX相；將第二相總量的質(zhì)量百分含量帶入下述公式I中，公式I中，t為電站鍋爐高溫部件的已運(yùn)行時間，t_r為電站鍋爐高溫部件的蠕變總壽命，y為樣品中的第二相總量的質(zhì)量百分含量，x₀、y₀、A₁表示與電站鍋爐高溫部件的材料相關(guān)的常數(shù)；

根據(jù)公式I計(jì)算得出的t_r-t的值即為電站鍋爐高溫部件的蠕變剩余壽命。

進(jìn)一步地，公式I中，-0.82≤x₀≤-0.37，1.63≤y₀≤3.54，-1.214≤A₁≤-0.719。