[發明專利]一種基于L-M參數法的電站材料力學性能變化規律獲得方法

在審

• 申請號: 202110422730.0
• 申請日: 2021-04-16
• 公開（公告）號: CN113138129A
• 公開（公告）日: 2021-07-20
• 發明（設計）人: 唐麗英;周榮燦;李季;李江
• 申請（專利權）人: 西安熱工研究院有限公司
• 主分類號: G01N3/18
• 分類號: G01N3/18
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 閔岳峰

本發明公開了一種基于L?M參數法的電站材料力學性能變化規律獲得方法，該方法利用電站耐熱材料蠕變損傷與溫度和時間的關系滿足L?M公式的規律，通過選擇特定位置取樣、收集機組運行數據，利用L?M公式將實際運行溫度下的運行時間折算為所要計算溫度下的等效時間，獲得電站鍋爐材料在實際運行工況中的力學性能變化與特定溫度下轄的等效運行時間的關系，對于機組關鍵部件壽命評估以及機組延壽等具有重要意義。

技術領域

本發明屬于金屬材料力學性能試驗方法領域，具體涉及一種基于L-M參數法的電站材料力學性能變化規律獲得方法。

背景技術

電站鍋爐耐熱材料在鍋爐中高溫高壓環境中長期運行之后會因微觀組織老化、蠕變損傷等出現力學性能劣化，力學性能與運行溫度和時間的關系對于機組部件壽命評估、機組延壽等有重要意義，目前其獲得方法一般是通過在實驗室進行模擬試驗，包括高溫時效試驗、蠕變持久試驗、內壓蠕變試驗等。高溫時效試驗可以模擬運行中的高溫條件，在時效不同時間后進行力學性能測試，獲得材料力學性能和時間的關系，但是這種方法僅能模擬材料運行的溫度條件，可以反應微觀組織的老化特征，但是因為不能反應材料承受的應力，無法反映蠕變損傷帶來的影響。蠕變持久試驗既可以反映溫度影響，也可以反映單軸拉伸應力的影響，但是因為蠕變持久試驗試樣較小，僅能獲得蠕變持久壽命和材料硬度的變化，不能獲得更為重要的材料拉伸、沖擊等性能的變化規律。對鍋爐受熱面管可以進行內壓蠕變試驗，通過在管內充高壓氣體模擬鍋爐管的應力環境，在管外加熱模擬高溫環境，由于管子尺寸相對較大，可以進行少量拉伸、沖擊等力學性能試驗，但是這種試驗裝置要用到昂貴的高壓泵、管道、閥門等部件，制造難度大，需要人員24小時監控，且一旦發生爆破可能導致人身傷亡事故。

從運行后的部件取樣進行力學性能分析分析也可以獲得一些材料力學性能與運行時間的關系，但是由于機組在運行過程中，受到電網端需求、煤種、操作(燃燒器切換、吹灰)等因素的影響，機組的運行條件不停變化，溫度和壓力在一定范圍內隨時間呈無序波動，因此割管得到的材料力學性能數據與運行時間的關系往往較為分散，對于材料老化程度的判定不具備指導意義。

發明內容

本發明的目的是針對上述現有技術中存在的問題，提供了一種基于L-M參數法的電站材料力學性能變化規律獲得方法。

本發明是通過以下技術方案來實現的：

一種基于L-M參數法的電站材料力學性能變化規律獲得方法，包括以下步驟：

1)根據鍋爐溫度測點安裝位置、運行條件下的溫度水平以及現場條件選擇取樣位置；

2)在機組檢修過程中在預定取樣位置割管取樣；

3)制備力學性能試樣，并進行力學性能測試；

4)通過運行監控系統獲得該樣品自開始運行到割管時間的溫度記錄，用L-M公式折算在所要計算溫度下的等效時間；

5)將多個樣品的等效時間作為橫坐標，材料的實測力學性能作為縱坐標制圖，獲得材料在所要計算溫度下的力學性能變化規律。

本發明進一步的改進在于，步驟1)中，取樣位置的選擇遵循以下原則：

爐內存在較強熱交換的部件，取樣位置到溫度測點的距離不超過0.5米；

位于爐頂熱室在運行過程中熱交換程度弱的部件，取樣位置到溫度測點的距離不超過1米，且到頂棚的距離不少于0.5米，到集箱的距離不少于0.5米；

取樣位置包括溫度水平相對較高的管子，能夠得到更長等效時間的數據；

如果條件允許同時取多個管樣，各取樣位置溫度水平存在明顯差異，使得折算的等效時間有差別。

本發明進一步的改進在于，步驟4)中，所述溫度記錄兩點之間的時間間隔不小于30秒，不大于1小時，在保證溫度數據充分反映樣品歷史運行溫度的變化情況。