[發明專利]一種基于分區間的低硬度P91管件的材質狀態評估方法

在審

• 申請號: 202011304081.6
• 申請日: 2020-11-19
• 公開（公告）號: CN112630075A
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: 賈若飛;李梁;王鵬;何曉東;陳征;王強;李東江;王亮
• 申請（專利權）人: 西安熱工研究院有限公司
• 主分類號: G01N3/42
• 分類號: G01N3/42;G01N3/30;G01N3/18;G01N3/08;G01N21/84
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 安彥彥

本發明公開了一種基于分區間的低硬度P91管件的材質狀態評估方法，包括以下步驟：將原始待檢樣品加工成若干P91材質方條；對各P91材質方條進行布氏硬度檢驗，將各P91材質方條分別劃分為若干不同硬度組；對不同硬度組的P91材質方條進行常溫短時拉伸試驗、試驗高溫短時拉伸試驗及室溫沖擊試驗；對不同硬度組的P91材質方條進行金相檢驗；6)計算原始待檢樣品的剩余壽命；根據原始待檢樣品的剩余壽命、常溫短時拉伸試驗的結果、試驗高溫短時拉伸試驗的結果及室溫沖擊試驗的結果評估基于分區間的低硬度P91管件的材質狀態，該方法能夠準確評估低硬度P91管件的材質狀態。

技術領域

本發明屬于火力發電金屬檢驗技術領域，涉及一種基于分區間的低硬度P91管件的材質狀態評估方法。

背景技術

近年來，隨著火電機組參數和效率的提高，機組所選用鋼材等級不斷提高，P91作為技術成熟的鋼種，近些年在國內火電機組中得到廣泛應用。P91是在P9的基礎上通過降低含碳量、添加合金元素V、Nb并控制N的含量開發出來的改良型9Cr-1Mo高強度馬氏體耐熱鋼,其熱強性好、強韌性高、淬透性好,可焊性良,熱導率高,線膨脹系數小，是火力發現機組高溫部件的極佳的備選材料。

按照ASME SA335標準要求P91材質管件的硬度不超過250HB,按照DL/T 438-2016《火力發電廠金屬監督技術規程》中要求P91材質鋼管硬度為185HB-250HB。然而在現場進行的理化檢驗中發現,不管是進口材料、還是國產材料,P91材質管件硬度偏低已經是一個很普遍的問題了。已經運行的P91材質的管件存在大量的低硬度的現象,這給機組的長期穩定運行帶來了嚴重的安全隱患。硬度在一定程度上表征了材料的綜合力學性能情況,各類的研究表明當硬度下降時持久強度也隨之劇烈降低。另外，由于現場條件受限，進行布氏硬度檢驗具有一定的局限性，而里氏硬度計的檢驗結果與實際布氏硬度仍存在一定偏差，使得檢驗中若遇到低硬度的P91材質管件，更會讓檢驗人員與設備管理人員難以對其進行處理方式的決策。

例如，某電廠在檢驗過程中發現P91材質的主蒸汽管道管件存在大量硬度低于標準要求下限的情況，包括彎頭三通等部位，現場經過里氏硬度檢驗、布式硬度復核，發現硬度最低為140HB-HLD(布式硬度復核為155HB)，且硬度異常部位分布并不均勻，同一個彎頭或直段上存在不同硬度值分布區域，差值最大可接近100HB-HLD。為了保證機組的安全，綜合考慮工期、經費的因素，電廠決定對硬度160HB以下管件及管道直接更換，并對硬度160HB至180HB的管件進行評估，確定其是否可以繼續安全使用。確定硬度160HB至180HB的管件進材質狀態，一般采用現場里氏硬度檢驗、布式硬度檢驗、金相組織檢驗等方法，上述方法檢驗數據離散性大，檢驗檢驗位置受限、管件硬度分布差異大等缺點，以此評估的準確性較差。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的缺點，提供了一種基于分區間的低硬度P91管件的材質狀態評估方法，該方法能夠準確評估低硬度P91管件的材質狀態。

為達到上述目的，本發明所述的基于分區間的低硬度P91管件的材質狀態評估方法包括以下步驟：

1)選取原始待檢樣品；

2)將原始待檢樣品加工成若干P91材質方條；

3)對各P91材質方條進行布氏硬度檢驗，其中，在P91材質方條每個截面上選取若干測點進行硬度檢驗，當同一橫截面上的硬度結果相差小于等于預設值時，則記錄硬度結果并保留該P91材質方條，當同一橫截面上的硬度結果相差大于預設值時，則丟棄該P91材質方條，最后將保留的各P91材質方條分別劃分為若干不同硬度組；

4)對不同硬度組的P91材質方條進行常溫短時拉伸試驗、試驗高溫短時拉伸試驗及室溫沖擊試驗；

5)對不同硬度組的P91材質方條進行金相檢驗；

6)對各硬度組中的P91材質方條進行高溫持久強度試驗；