[發(fā)明專利]一種電站高溫承壓管道焊接接頭多缺陷安全性評定方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811473635.8
• 申請日: 2018-12-04
• 公開（公告）號: CN109708966A
• 公開（公告）日: 2019-05-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 董樹青;蔡文河;劉長福;李煒麗;張新;諶康;陳鑫
• 申請（專利權(quán)）人: 中國大唐集團(tuán)科學(xué)技術(shù)研究院有限公司火力發(fā)電技術(shù)研究院
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08;G01N21/88;G01B11/02
• 代理公司: 北京中南長風(fēng)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11674
• 代理人: 鄭海

1.一種電站高溫承壓管道焊接接頭多缺陷安全性評定方法，其特征在于，基于蠕變裂紋擴(kuò)展速率數(shù)值，以及缺陷尺寸的統(tǒng)計(jì)分析，進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，獲得Weibull分布函數(shù)獲得焊縫安全性評定曲線，根據(jù)所述焊縫安全性評定曲線評定存在大量微觀缺陷的焊接接頭的安全性。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電站高溫承壓管道焊接接頭多缺陷安全性評定方法，其特征在于，所述安全性評定方法具體包括如下步驟：

1)蠕變裂紋擴(kuò)展速率測定：

從焊縫含有大量缺陷部位取樣，在P92鋼焊縫服役溫度下進(jìn)行蠕變裂紋擴(kuò)展速率測定，并且外推服役應(yīng)力下的蠕變裂紋擴(kuò)展速率da/dt；

2)微觀裂紋數(shù)量統(tǒng)計(jì)分析：

切取帶缺陷焊縫試樣，通過光學(xué)顯微鏡進(jìn)行微觀形貌觀察，查找并測量發(fā)現(xiàn)的微觀裂紋尺寸L_0-1、L_0-2、L_0-3、L_0-4、L_0-5……L_0-n；

3)單裂紋剩余壽命計(jì)算：

設(shè)定微觀裂紋判廢長度L_s＝2mm，結(jié)合蠕變裂紋擴(kuò)展速率da/dt和原始裂紋長度L_0-n，計(jì)算單裂紋剩余壽命T₁、T₂、T₃……Tn；

4)剩余壽命的期望值、方差和中位數(shù)計(jì)算：

通過數(shù)學(xué)方法，計(jì)算剩余壽命{T_n}的期望值E(N)、方差D(N)和中位數(shù)Nc；

5)求解非線性方程，獲得位置參數(shù)N0、尺寸參數(shù)Na、形狀參數(shù)b；

對于三參數(shù)Weibull分布，其概率密度函數(shù)為：

其中，N₀為位置參數(shù)，即最小壽命參數(shù)；N_a為尺寸參數(shù)，控制著橫坐標(biāo)尺度的大小；b為形狀參數(shù)，描述分布密度函數(shù)曲線形狀；

焊接接頭壽命n≤N的概率，即不可靠度函數(shù)為：

經(jīng)過推導(dǎo)，可以得到F(N)函數(shù)為：

在韋布爾分布模型中，樣本的期望值E(N)、方差D(N)和中位數(shù)N_c與韋布爾分布模型中三個參數(shù)的關(guān)系如下：

聯(lián)立式(1)、式(2)、式(3)，求解出位置參數(shù)N₀、尺寸參數(shù)N_a、形狀參數(shù)b，從而得到壽命可靠度函數(shù)R(N)；

6)求解管道可靠度曲線：

設(shè)某設(shè)備的服役時(shí)間為t，服役時(shí)間為t的設(shè)備繼續(xù)使用直到達(dá)到臨界裂紋長度為止，應(yīng)力的作用時(shí)間稱為該零件的剩余壽命，記為T_t，T_t為隨機(jī)變量，將其分布函數(shù)記為F_t(X)；

由于F(t)＝1-R(t)，F(xiàn)(t+x)＝1-R(t+x)，

則那么代入式7可得：

將位置參數(shù)N₀，尺寸參數(shù)N_a，形狀參數(shù)b代入式9求得服役了時(shí)間t之后零件的剩余壽命的可靠度函數(shù)，即焊縫安全性評定曲線。