[發明專利]一種基于金屬構件里氏硬度的安全監測方法和系統

在審

• 申請號: 202211700961.4
• 申請日: 2022-12-28
• 公開（公告）號: CN115901511A
• 公開（公告）日: 2023-04-04
• 發明（設計）人: 趙海;田成川;酈曉慧;蔣翀;高志偉;田妮;王巍麟;劉楊
• 申請（專利權）人: 華電電力科學研究院有限公司
• 主分類號: G01N3/48
• 分類號: G01N3/48;G01N3/08
• 代理公司: 杭州創智卓英知識產權代理事務所(普通合伙) 33324
• 代理人: 孫振國

本申請涉及一種基于金屬構件里氏硬度的安全監測方法和系統，其中，該方法包括：建立金屬材料的里氏硬度、屈服強度和應變硬化指數之間的數學相關性模型；檢測基于所述金屬材料制造的金屬構件的里氏硬度和應變硬化指數，通過所述數學相關性模型，計算出所述金屬構件的屈服強度；根據所述金屬構件的屈服強度，確定所述金屬構件是否滿足機組構件安全服役要求。通過本申請，解決了如何基于里氏硬度精確監測金屬構件的服役安全性的問題，綜合考慮了金屬材料的里氏硬度和應變硬化指數對屈服強度的影響，實現了數學相關性模型的構建，基于該模型精準計算出金屬構件屈服強度，以判斷是否滿足安全服役要求。

技術領域

本申請涉及金屬材料的力學性能領域，特別是涉及一種基于金屬構件里氏硬度的安全監測方法和系統。

背景技術

在工業生產實踐中，金屬材料被廣泛應用于燃氣機組和亞臨界機組的主蒸汽管道和高溫部件，機組中這些金屬構件的設計服役壽命一般都在30年左右。為保證機組安全運行，需要對服役中的金屬構件進行定期的組織性能監測，以確保金屬構件在服役過程的屈服強度滿足構件設計要求。

目前，可通過硬度測定等無損檢測手段以掌握機組金屬構件在服役中的組織性能演變情況，其中，硬度測定方法分為靜態法和動態法，里氏硬度屬于動態法測試的硬度。故為了保證火力發電機組安全運行，在對機組的金屬構件進行定期的里氏硬度檢測后，再根據硬度與金屬材料屈服強度的經驗關系，以評估金屬構件的服役安全性，但基于經驗關系的評估往往誤差很大。

目前針對相關技術中如何基于里氏硬度精確監測金屬構件的服役安全性的問題，尚未提出有效的解決方案。

發明內容

本申請實施例提供了一種基于金屬構件里氏硬度的安全監測方法和系統，以至少解決相關技術中如何基于里氏硬度精確監測金屬構件的服役安全性的問題。

第一方面，本申請實施例提供了一種基于金屬構件里氏硬度的安全監測方法，所述方法包括：

建立金屬材料的里氏硬度、屈服強度和應變硬化指數之間的數學相關性模型σ_0.2＝-(0.59625/n)*L-(0.000272/n2)*L2+698.98，其中，σ_0.2是金屬材料的屈服強度，L是金屬材料的里氏硬度，n是金屬材料的應變硬化指數；

檢測基于所述金屬材料制造的金屬構件的里氏硬度和應變硬化指數，通過所述數學相關性模型，計算出所述金屬構件的屈服強度；

根據所述金屬構件的屈服強度，確定所述金屬構件是否滿足機組構件安全服役要求。

在其中一些實施例中，在建立金屬材料的里氏硬度、屈服強度和應變硬化指數之間的數學相關性模型之前，所述方法還包括：

根據GB/T?228.2-2015標準對金屬材料進行切取，得到所述金屬材料的拉伸試樣和硬度檢測試樣；

基于所述硬度檢測試樣，測定出所述金屬材料的里氏硬度；

基于所述拉伸試樣，測定出所述金屬材料的屈服強度和應變硬化指數。

在其中一些實施例中，基于所述硬度檢測試樣，測定出所述金屬材料的里氏硬度包括：

基于所述硬度檢測試樣，按照GB/T?231.4-2009標準通過手持里氏硬度計測定出所述金屬材料的里氏硬度。

在其中一些實施例中，基于所述硬度檢測試樣，測定出所述金屬材料的里氏硬度還包括：

用預設質量的沖擊體沖擊所述硬度檢測試樣的表面，測定所述沖擊體在距離所述硬度檢測試樣表面1mm處的沖擊速度和回彈速度；

通過公式HL＝1000*Vb/Va計算出所述金屬材料的里氏硬度，其中，HL為金屬材料的里氏硬度，Va為沖擊體的沖擊速度，Vb為沖擊體的回彈速度。