[發(fā)明專利]一種超超臨界機組高溫受熱面腐蝕及剩余壽命評估方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202310320046.0
• 申請日: 2023-03-29
• 公開（公告）號: CN116403665A
• 公開（公告）日: 2023-07-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 雷賢良;劉云帆;李德標(biāo)
• 申請（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號: G16C60/00
• 分類號: G16C60/00;G16C20/30;G06N3/044
• 代理公司: 西安啟誠專利知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 61240
• 代理人: 李艷春

1.一種超超臨界機組高溫受熱面腐蝕及剩余壽命評估方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟一、獲取超超臨界機組高溫受熱面的材料參數(shù)和工況參數(shù)；

步驟二、將超超臨界機組高溫受熱面的材料參數(shù)和工況參數(shù)帶入預(yù)先構(gòu)建的腐蝕量預(yù)測神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型中，得到腐蝕量預(yù)測值；

步驟三、根據(jù)腐蝕量預(yù)測值計算腐蝕速率；

步驟四、根據(jù)腐蝕速率計算剩余壽命預(yù)測值。

2.按照權(quán)利要求1所述的一種超超臨界機組高溫受熱面腐蝕及剩余壽命評估方法，其特征在于：所述材料參數(shù)和工況參數(shù)包括運行時間t、溫度T、壓力P、流體流速τ和材料相關(guān)參數(shù)M，所述材料相關(guān)參數(shù)M包括金屬材料中耐腐蝕元素含量。

3.按照權(quán)利要求1所述的一種超超臨界機組高溫受熱面腐蝕及剩余壽命評估方法，其特征在于：步驟二中所述腐蝕量預(yù)測神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的構(gòu)建過程為：

步驟201、構(gòu)建超超臨界機組高溫受熱面的材料腐蝕量數(shù)據(jù)庫；

步驟202、利用BP算法構(gòu)建腐蝕量預(yù)測神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型；

步驟203、采用步驟201構(gòu)建的材料腐蝕量數(shù)據(jù)庫訓(xùn)練腐蝕量預(yù)測神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型；

步驟204、帶入驗證集合，完善腐蝕量預(yù)測神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，得到訓(xùn)練好的腐蝕量預(yù)測神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。

4.按照權(quán)利要求1所述的一種超超臨界機組高溫受熱面腐蝕及剩余壽命評估方法，其特征在于：所述材料腐蝕量數(shù)據(jù)庫包括實驗得到的腐蝕增重數(shù)據(jù)和文獻中獲取的腐蝕增重數(shù)據(jù)，材料腐蝕量數(shù)據(jù)庫表示為：(x_1i，...，x_ni，y_i)，其中，x_1i為第i個樣本的第1個參數(shù)；x_ni為第i個樣本的第n個參數(shù)；n為樣本的材料參數(shù)和工況參數(shù)個數(shù)；y_i為第i個樣本的腐蝕量。

5.按照權(quán)利要求1或3所述的一種超超臨界機組高溫受熱面腐蝕及剩余壽命評估方法，其特征在于：所述腐蝕量預(yù)測神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型包括一個輸入層、一個隱藏層和一個輸出層，所述輸入層中設(shè)置有n個節(jié)點，與材料參數(shù)和工況參數(shù)的數(shù)量相對應(yīng)；所述隱藏層中設(shè)置有m個神經(jīng)元；所述輸出層中設(shè)置有1個神經(jīng)元，與材料腐蝕量ΔW相對應(yīng)。

6.按照權(quán)利要求5所述的一種超超臨界機組高溫受熱面腐蝕及剩余壽命評估方法，其特征在于：所述隱藏層的激活函數(shù)采用tanh函數(shù)，所述輸出層的激活函數(shù)采用purelin函數(shù)，所述腐蝕量預(yù)測神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的訓(xùn)練算法采用Polak-Ribiers共軛梯度算法。

7.按照權(quán)利要求1所述的一種超超臨界機組高溫受熱面腐蝕及剩余壽命評估方法，其特征在于：步驟三中所述根據(jù)腐蝕量預(yù)測值計算腐蝕速率，采用的計算公式為其中，C_R為腐蝕速率，ΔW為材料腐蝕量，k為材料腐蝕量系數(shù)，ρ_m為材料的密度，A為材料暴露在腐蝕環(huán)境中的面積，t為腐蝕時間。

8.按照權(quán)利要求1所述的一種超超臨界機組高溫受熱面腐蝕及剩余壽命評估方法，其特征在于：所述k的取值為8.76×10⁴。

9.按照權(quán)利要求1所述的一種超超臨界機組高溫受熱面腐蝕及剩余壽命評估方法，其特征在于：步驟四中所述根據(jù)腐蝕速率計算剩余壽命預(yù)測值，采用的計算公式為其中，t_r為剩余壽命，δ_initial為初始壁厚，δ_required為設(shè)計壁厚，C_R為腐蝕速率，t為腐蝕時間。

10.按照權(quán)利要求9所述的一種超超臨界機組高溫受熱面腐蝕及剩余壽命評估方法，其特征在于：所述設(shè)計壁厚δ_required的計算公式為其中，P為設(shè)計壓力，D_O為超超臨界機組高溫受熱管道外徑，E_j為焊接接頭系數(shù)，[σ]^t為設(shè)計溫度下材料的許用應(yīng)力，Y為設(shè)計壓力系數(shù)。