[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(píng)定方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811473635.8
• 申請(qǐng)日: 2018-12-04
• 公開（公告）號(hào): 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(zhǎng)福;李煒麗;張新;諶康;陳鑫
• 申請(qǐng)（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(hào): G01N3/08
• 分類號(hào): G01N3/08;G01N21/88;G01B11/02
• 代理公司: 北京中南長(zhǎng)風(fēng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11674
• 代理人: 鄭海

本發(fā)明涉及一種電站高溫承壓管道焊接接頭多缺陷安全性評(píng)定方法，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(píng)定曲線，根據(jù)所述焊縫安全性評(píng)定曲線評(píng)定存在大量微觀缺陷的焊接接頭的安全性。本發(fā)明通過Weibull分布函數(shù)實(shí)現(xiàn)了存在大量微觀缺陷的焊接接頭的綜合安全性評(píng)價(jià)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電站高溫承壓管道焊接接頭的安全性評(píng)定技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電站高溫承壓管道焊接接頭多缺陷安全性評(píng)定方法。

背景技術(shù)

P92鋼是日本新日鐵在P91鋼的基礎(chǔ)上開展大量研究，最終研制出新型9Cr耐熱鋼。主要用于超超臨界機(jī)組的蒸汽管道、集箱。92鋼的主要成分是9Cr-1.8W-0.5Mo-V-Nb，由于合金元素含量高，焊接性相對(duì)較差，焊接工藝規(guī)范要求嚴(yán)格，焊接過程中易產(chǎn)生焊接缺陷。通過對(duì)P92鋼焊接缺陷進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，打底焊過程中產(chǎn)生的主要缺陷以冷裂紋、焊縫根部氧化造成的焊縫根部成型不良為主要缺陷；填充蓋面焊過程中產(chǎn)生的主要缺陷以冷裂紋、熱裂紋、未熔及細(xì)小夾渣等為主要缺陷。

對(duì)于這些焊接缺陷，國內(nèi)外基于斷裂力學(xué)的研究成果，以“合于使用”原則編制了一些了缺陷評(píng)定規(guī)范和指導(dǎo)性文件，主要涉及三種基本評(píng)定方法，采用K準(zhǔn)則的缺陷評(píng)定方法；采用COD準(zhǔn)則的缺陷評(píng)定方法；采用J準(zhǔn)則和失效評(píng)定圖技術(shù)的評(píng)定方法。對(duì)于大量微小缺陷的交互作用進(jìn)行評(píng)價(jià)，尚缺乏有效的方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種電站高溫承壓管道焊接接頭多缺陷安全性評(píng)定方法，通過Weibull分布函數(shù)實(shí)現(xiàn)存在大量微觀缺陷的焊接接頭的綜合安全性評(píng)價(jià)。

本發(fā)明提供了一種電站高溫承壓管道焊接接頭多缺陷安全性評(píng)定方法，該方法基于蠕變裂紋擴(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(píng)定曲線，根據(jù)所述焊縫安全性評(píng)定曲線評(píng)定存在大量微觀缺陷的焊接接頭的安全性。

進(jìn)一步地，所述安全性評(píng)定方法具體包括如下步驟：

1)蠕變裂紋擴(kuò)展速率測(cè)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(cè)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(cè)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(zhǎng)度L_s＝2mm，結(jié)合蠕變裂紋擴(kuò)展速率da/dt和原始裂紋長(zhǎng)度L_0-n，計(jì)算單裂紋剩余壽命T₁、T₂、T_3……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(duì)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?。籦為形狀參數(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：