基于电阻值变化的汽轮机转子材料剩余寿命研究

分析了火力发电厂汽轮机转子蠕变变形和断裂的微观过程，利用Larson—Miller参数方程，以蠕变材料的电阻为参量，建立了Cr-Mo-V钢蠕变的剩余寿命与电阻关系式，并对经蠕变损伤后的转子材料30Cr2MoV钢的剩余寿命进行了具体计算．研究成果为老化机组的性能评价和寿命分析提供了新的途径．     

反射式非线性超声评估P91钢蠕变状态的试验探究

超声非线性参量作为一种表征金属材料蠕变状态的参数,通常采用透射法进行检测时需要发射换能器和接收换能器分置于工件两侧,很难用于在役大型工件蠕变状态检测。针对透射法存在的问题设计了反射式非线性超声检测试验系统(只需一个超声换能器),通过分析一次底波的反射信号获得材料蠕变状态的信息。对带有焊缝的P91钢试块且蠕变时间分别为0 h、120 h、250 h,进行非线性超声检测。实验结果表明,对于蠕变时间120 h和250 h的试块母材区,二次谐波非线性参量相对无蠕变时增加量为2.9%、17.4%,试块焊缝区相对增加量为2%,23.6%,试块热影响区相对增加量为5.6%、34%。     

多频涡流检测连续油管偏焊缝晶粒尺寸的试验研究

连续油管作业技术在钻修作业中广泛应用，技术核心是连续油管。偏焊缝的质量直接决定疲劳寿命，偏焊缝微观结构与母材是否一致，决定焊缝抗疲劳性能是否达到母材水平。运用多频涡流检测技术，通过检测CT90、CT100连续油管钢带偏焊缝区域与母材区域的电抗来区分母材区域与焊缝区域微观结构及晶粒尺寸是否一致，判断偏焊缝微观组织结构是否达到母材水平。根据其信号特征云图识别焊缝区与母材区，结果表明，连续油管偏焊缝区域与母材相比晶粒尺寸明显变大，并可以看出CT90的焊缝质量好于CT100。根据焊缝区与母材区的微观结构不同对偏焊缝质量进行评价，这对连续油管生产过程质量控制及改进具有指导意义。     

超超临界机组用P92钢焊接细晶区高温蠕变行为研究

用热模拟方法制备了P92钢的焊接细晶区(fine grained heat-affected zone,FGHAZ)试样,观察细晶区的显微组织,研究比较细晶区与母材在650℃、90～120MPa蠕变行为的差异。研究结果表明,与母材相比,细晶区的蠕变性能出现劣化现象,稳态蠕变速率明显增大,蠕变断裂寿命缩短。可用幂律蠕变定律来描述细晶区稳态蠕变速率与应力之间的关系。当应力≥100MPa时,n为15.1;应力小于100MPa时,n降低为8.64。高应力(≥100MPa)下,细晶区蠕变断裂主要受晶内空位和裂纹形成与扩展所控制,且其断裂数据遵循Monkman-Grant规律。与母材相比,细晶区M23C6相数量和尺寸差别不大,但其基体组织有显著改变,板条亚结构特征不明显。FGHAZ蠕变性能的劣化可能与基体组织改变有关。     

电站锅炉12Cr1MoVG/TP347H异种钢接头断裂分析

某电站锅炉高温再热器进口管12Cr1MoVG/TP347H接头运行1.7万h发生断裂,断裂发生在12Cr1MoVG侧焊缝熔合线处,对该管断口处经过成分分析、力学性能试验、金相组织检验,结果表明:母材的成分、强度、塑性、硬度等均满足相关标准要求;管段母材和热影响区金相组织未发现异常;焊缝的主要成分未见异常;焊缝宏观无明显的台阶和塑性变形,为脆性断口特征。认为该接头断裂为典型的A/P类异种钢接头早期失效,该接头早期失效断裂主要由于接头两侧母材运行中产生脆化层和软化层,力学性能差异导致的三轴拉应力所致,在接头焊接工艺中焊缝成形不良,接头坡口设计不合理、结构突变大(如焊瘤、背凸过大等)导致的应力集中促进了该接头早期失效。     

国外蠕变损伤与断裂寿命关系研究及其应用

国外蠕变损伤与断裂寿命关系研究及其应用上海鸿致科技研究所周顺深对长期运行后寿命已有相当程度消耗的高温部件，为了既保证其可靠运行，又能有效加以利用，就需要准确诊断其损伤程度和合理评定剩余寿命。实践表明，正常运行的高温部件损坏大都由蠕变损伤引起，蠕变损伤...     

主蒸汽管热电偶管座角焊缝断裂分析及对策

热电偶管座角焊缝由于蠕变裂纹导致断裂于熔合区,鉴于失效的主要原因是异种钢焊接和热电偶安装结构不合理,提出了延长角焊缝寿命的改进方案。     

国外信息

国外信息采用交流电阻法监视电站锅炉部件蠕变寿命的技术１序言随着火电机组的老化，日本三菱重工业公司致力于开发电站锅炉部件寿命评价技术，用于评定锅炉部件的Ｃｒ－Ｍｏ钢常产生脆性蠕变损伤的焊接部位。对此，三菱重工业公司以前主要采用复制试样法或通过直接观察实...     

2Cr11NiMoVNbNB钢蠕变损伤规律的研究

该文对2CrllNiMoVNbNB 钢进行了蠕变实验，试验温度为600℃，采用损伤力学的方法对该材料的蠕变试验数据进行了损伤规律分析研究，同时研究了该材料蠕交断裂时的总应变和应力的关系以及蠕变第二阶段起始时间与应力的关系。结果表明，按照时间分数得到的蠕变损伤和按照蠕变速度得到的蠕变损伤基本一致；在相同的寿命时间分数下，低应力对应的损伤也较大：随着应力的增大，蠕变断裂时的应变也增大，而第一阶段在整个蠕变过程中的比例减小。同时，给出了该材料的Kachanov蠕变损伤公式和Norton蠕变损伤公式的常数。     

电站高压锅炉汽包用钢的低循环疲劳特性

本文对19Mn5、BHW35及其电渣焊缝材料的低循环疲劳特性进行了研究。结果表明:19Mn5钢属循环硬化材料;BHW35及其焊缝材料属循环软化材料。在大应变短寿命区,19Mn5钢的疲劳强度高于BHW35,但在30000周以后,BHW35钢的疲劳强度反而高于19Mn5。焊缝与母材相比,在同寿命时,BHW35焊缝材料的应变幅较母材约低10～40％。文中还给出了分别用应变和虚拟应力表示的三种材料的综合疲劳寿命曲线和表达式。此外,还对裂纹起始寿命和失效寿命间的关系进行了探讨,并给出了经验关系式。     

主汽管三通焊缝开裂泄漏原因分析研究

对主汽管三通焊缝开裂的原因进行研究分析 ,发现由于焊口结构不合理和管路结构的原因 ,造成在焊缝三通侧熔合线处产生较大应力 ,并发生以蠕变损伤为主要损坏形式 ,沿焊接热影响区扩展的损坏开裂     

12Cr1MoV钢主蒸汽管道疲劳蠕变交互作用

本文运用断裂特征图的方法研究了12Cr1MoV钢主蒸汽管道在交互作用下的变形规律。结果表明12Cr1MoV钢疲劳蠕变断裂寿命随交变应力变化呈反“C”型特殊规律,其交互作用曲线既不同于纯疲劳的S-N曲线,又不同于纯蠕变断裂曲线,而是两者的综合。根据寿命对应力的不同依赖关系可以把曲线分成F、C和FC三区,根据断裂机构的理论分析与断口观察,又存在着六个不同断裂机构区,在宏观与微观分析相结合的基础上,建立了第一、第二类断裂特征图。依据断裂特征图,采用最大应力修正方程可较好地预测材料在交互作用下的寿命,预测值与实测值差值小于2倍     

高温弯管的应力分布,蠕变损伤分布及直管、弯管寿命差别

国内外均已积累相当多的实例,说明弯管的蠕变断裂寿命远低于直管。金相分析表明,炉外高温弯管的蠕变断裂属于沿晶空洞型蠕变断裂,裂纹起始于弯管外弧外壁表面沿轴向延伸。弯管与其相联结的直管在相同的工况下运行,具有相同的材料,相同的温度和起仃机次数,显然工况、材料因素不能说明裂纹起始位置和方向的规律性。     

S275NL钢焊接接头的组织和性能研究

采用光学显微境、扫描电镜、显微硬度仪等试验手段对S275NL钢焊接接头各区的显微组织及力学性能进行了研究。试验结果表明:S275NL高强钢采用富氩混合气体保护焊,能获得性能良好的焊接接头。焊缝金属的抗拉强度大于母材规定的抗拉强度下限值,焊缝侧向弯曲试验外弧面未发现开裂并具有较高的冲击韧性。焊缝区组织为大量针状铁素体+少量先共析铁素体及块状铁素体。热影响区的组织主要为粒状贝氏体+铁素体和珠光体,热影响区晶粒大小不一,组织不均匀,焊缝硬度平均值高于母材及热影响区硬度平均值。     

过热器集箱三通焊缝裂纹原因分析

通过成分分析、显微组织分析、断口检测和力学性能检测,对某火电厂过热器集箱三通焊缝裂纹原因进行了分析研究,认为焊缝失效形式为应力型蠕变脆性断裂。焊接接头焊后热处理不合格,母材和焊缝硬度高,在介质工作压力作用下发生焊缝材料提前老化;焊缝材料组织中存在较多的非金属夹杂、大的气孔等,加剧了材料开裂失效的速度,造成材料提前失效。提出了相应建议及处理措施。     

12Cr1MoV和TP304H异种钢焊缝失效分析

以电厂中常见的异种钢焊缝为研究对象,通过宏观观察、常温力学性能拉伸试验以及金相观察,分析了12Cr1MoV和TP304H异种钢焊缝失效的原因。结果表明,焊接熔合线上的楔形延伸及异常富碳层是形成裂纹的原因,蠕变孔洞组织的出现使得裂纹向12Cr1MoV侧母材延伸。     

火力发电厂高温金属部件蠕变监测

电站高温金属部件的蠕变损伤是不可避免的,为在安全的前提下尽量延长其使用寿命,必须掌握高温金属部件材料损伤和老化情况.散斑图像相关分析技术(SPICA)是荷兰电力研究院(KEMA)经过20多年的研究而成功开发出的高温蠕变监测技术,可对电站高温部件的蠕变应变进行无损准在线监测,特别适用于监测焊缝热影响区的局部蠕变应变,在对高温管道进行直径(或周长)蠕变监测的传统方法被取消后,SPICA可以成为国内电站高温金属部件蠕变监测的替代技术.对KEMA的SPICA技术进行介绍,使国内的电站金属材料工作者了解这种蠕变监测的新方法.     

P91主蒸汽管道高硬度和低硬度焊缝性能研究

对P91钢的高硬度和低硬度焊缝的冲击功、硬度、断裂韧度和持久强度进行了试验研究,结果表明:硬度高、韧性低的R焊缝具有高的持久强度;硬度低、韧性高的D焊缝具有低的持久强度。材料持久强度的高低与部件的蠕变寿命密切相关。     

12Cr18Ni12Ti/12Cr1MoV异种耐热钢焊接接头蠕变数值模拟

采用有限元方法对奥氏体耐热钢(12Cr18Ni12Ti)与珠光体耐热钢(12Cr1MoV)焊接接头在温度为540℃、外加轴向拉应力为80 MPa条件下的蠕变最大主应力、von Mises等效应力和等效蠕变应变进行了数值模拟。结果表明,焊缝/12Cr1MoV界面附近区域的最大主应力数值很高,蠕变孔洞易于在焊缝/12CR1MoV界面区域形成。焊缝/12Cr1MoV界面附近的von Mises等效应力数值也很高,因而,孔洞易于扩张。蠕变变形主要发生在12Cr1MoV母材一侧,最大等效蠕变应变位于距焊缝/12Cr1MoV界面约5.3mm,界面附近存在蠕变拘束。焊缝/12Cr1MoV界面为接头的薄弱环节。     

带垫板异种钢焊缝缺陷与拉伸性能分析

异种钢焊接是电厂锅炉受热面管广泛采用的一种连接方式。以某火电机组过热器出口段TP304H和T22为母材的带垫板异种钢焊接接头为研究对象,通过宏观测量、微观组织分析、EDS能谱检测和拉伸试验等研究,分析了焊接接头中裂纹的生成机理及影响。结果表明：3种材料热膨胀系数差异及应力集中是带垫板异种钢焊缝裂纹产生的诱因,裂纹在镍基焊缝填充材料中扩展;室温拉伸时焊缝是薄弱环节,而高温拉伸时熔合线和母材是断裂部位。