“服役条件—持久强度”(SCRI)干涉模型及其在持久寿命可靠性预测中的应用

对于高温构件持久寿命的可靠性预测而言,材料持久性能的分散以及服役条件如温度和应力的波动对可靠性评估结果有直接的影响。文中提出基于Z参数的"服役条件—持久强度"干涉模型("service condition-creep rupture prop-erty"interference model,SCRI模型)用于高温材料持久寿命的可靠性预测。利用Z参数方法,高温材料持久强度的分散性服从正态分布,而服役温度和应力波动造成的服役条件的分布可以用MonteCarlo方法模拟获得,从而实现在考虑性能数据分散性以及服役条件波动性的情况下材料持久寿命的可靠性分析。文中提出的干涉模型为高温蠕变持久寿命的可靠性评估提供新的思路和方法。     

耐热钢持久强度的统计特性及其在寿命评估中的应用

采用统计方法对12CrMo1V和2．25Cr-Mo钢的持久强度数据进行统计分析，确定其分布类型和分布参数，并运用蒙特卡罗模拟法评定电站管道等高温承压部件的可靠寿命：研究结果表明，12Cr1MoV和2．25Cr-Mo钢的持久强度σ10^4^540均服从对数正态分布，利用持久强度的统计特性预测高温承压部件的寿命，合理考虑持久强度的分散性对结构寿命的影响，可提高寿命预测的可靠度。     

运行15万h后F12钢主蒸汽管道剩余寿命的预测与试验验证

通过对已累积运行15万h后F12钢主蒸汽管道取样弯管的持久强度以及高温蠕变裂纹开裂和扩展速率的试验研究,应用积累的F12钢高温持久性能数据,确定原始材料的LarsonMiller方程,并据此方程和弯管的持久性能数据,统计估算取样弯管的剩余寿命和等效运行应力;再应用高温蠕变裂纹开裂和扩展寿命评估法,计算取样弯管在等效运行应力条件下的高温蠕变裂纹开裂和扩展寿命,并对其进行剩余寿命评估;最后根据弯管的显微组织对预测结果进行了验证。结果表明:用Larson-Miller参数法评估得到的主蒸汽管道的剩余寿命为73 515h,等效运行应力为103.97MPa;用蠕变裂纹开裂和扩展寿命评估法得到的剩余寿命为153 354h;该主蒸汽管道仍可正常运行近10a;预测结果与试验验证结果一致。     

亚临界锅炉后屏过热器12Cr1MoV炉管的剩余寿命预测

对12Cr1MoV钢进行常温拉伸试验、高温拉伸试验与持久试验,并拟合应力和断裂时间的关系曲线,同时,利用L-M参数拟合持久试验结果,得到参数P与应力之间的关系.利用有限元软件建立亚临界锅炉后屏过热器的模型,得到其温度场与应力场,并利用外推法和L-M参数法预测该后屏过热器的剩余寿命.结果表明L-M参数预测的剩余寿命更接近实际情况.     

1.25 Cr0.5Mo 钢高温疲劳蠕变交互作用的寿命预测

通过1.25Cr0.5Mo钢光滑试样540℃环境下应力控制的梯形波加载试验,对1.25Cr0.5Mo钢高温环境下疲劳蠕变交互作用的寿命预测进行了研究。研究表明:在本次试验的情况下,频率分离法、频率分离法的应变能修正法可以变形成一个统一的模型表达式。用此模型对1.25Cr0.5Mo钢540℃环境疲劳蠕变的交互作用进行了寿命预测,预测结果与实测结果符合较好。     

基于参数Z_c预测25Cr35Ni耐热钢的蠕变行为与持久寿命

在不同温度T和不同应力σ下对25Cr35Ni耐热钢进行蠕变试验,引入参数P对不同蠕变应变下的温度和时间进行归一化处理,分析了(P,σ)数据点随蠕变应变的变化规律,引入参数Z_c分析了数据的分散程度并使用蠕变应变为5.0%下的试验数据对持久寿命进行了预测。结果表明:随蠕变应变的增加,σ-P曲线趋近于断裂曲线,Z_c先迅速增大后趋于稳定,(P,σ)数据点与其对应拟合曲线的偏差减小;基于Z_c参数法预测得到的持久寿命与实测持久寿命接近,数据分散程度较小。     

蠕变断裂寿命外推方法及数据分散性处理研究

高温部件的蠕变寿命外推问题是高温结构完整性领域的重要课题。主要归纳了蠕变断裂寿命的外推方法,介绍以Larson-Miller参数法为代表的长时持久寿命外推方法;同时,给出其他常用寿命外推方法;最后,介绍蠕变断裂寿命外推过程中数据分散性的处理方法。结果表明,使用Larson-Miller法外推耐热钢长时持久寿命时存在过高估计倾向,利用分区分析方法可显著改善外推结果。蠕变断裂数据不可避免存在分散性,可以从试验方法、数据选择和常数优化等方面减小数据分散,此外引入Z参数,在一定可靠度下进行寿命预测。     

基于 TTP 参数法的25Cr20NiNbN 钢持久寿命评估方法

结合常规时间－温度（TTP）参数法和粒子群优化算法（PSO）,建立了 Larson －Miller（LM）, Orr －Sherby －Dorn（OSD）和 Manson －Harferd（MH）模型,然后利用这3种模型对25Cr20NiNbN 钢的持久寿命进行了评估,并利用 Z 参数对3种参数模型的预测准确度进行分析。通过分析3种模型的预测结果,发现 MH 法的预测结果准确度最高。对不同可靠度下材料的持久寿命进行计算,保证了预测结果的可靠性。     

采用镍基和奥氏体焊材焊接Cr5Mo钢焊接接头的高温性能

通过热处理实验、持久实验以及焊缝附近微区变形的测量 ,对采用镍基焊材和奥氏体不锈钢焊材焊接的Cr5Mo钢焊接接头的高温性能进行研究。试验表明在高温条件下 ,奥氏体A30 2 /Cr5Mo焊接接头很快就发生碳迁移 ,且碳迁移的程度随着时间的延长而加剧 ;而镍基Inconel 1 82 /Cr5Mo焊接接头很难发生碳迁移。由于碳迁移的影响 ,在低应力的条件下 ,A30 2 /Cr5Mo焊接接头持久寿命大约只有Inconel 1 82 /Cr5Mo焊接接头的 5 0 % ,且镍基焊接接头的断裂位置大多位于远离焊缝的母材上 ,而A30 2 /Cr5Mo焊接接头的断裂位置大都在脱碳层附近。通过对焊缝附近微小区域变形的测量 ,发生断裂的脱碳层区域较其他位置具有较大的蠕变变形以及较高的蠕变变形速率     

长期高温服役后Cr9Mo炉管的寿命预测

近些年来，国内外对高温炉管常用的HK40、HP—Nb和CrSMo等材料已有颇多研究，但对Cr9Mo炉管材料，还依然集中在其焊接性能方面，而对该材料制成的炉管寿命预测方面的研究开展得较少。本文针对长期服役后的Cr9Mo材料进行了研究，并在此基础上，确定炉管材料的老化程度，根据炉管的载荷，预测炉管的剩余寿命。这些研究对CrgMo炉管的全周期寿命设计及高温性能预测具有指导意义。