锅炉导汽管蠕变剩余寿命评估的新方法

通过宏观检查、超声探伤、磁粉探伤、金相检验、硬度测量、内壁氧化层厚度和金属层厚度测量等方法,对某电厂的锅炉导汽管进行了蠕变剩余寿命估算。评估结果表明:所抽检的6根导汽管弯头显微组织均已完全球化,硬度正常,未见明显的力学性能劣化,在目前的运行条件下可安全运行一个大修期以上。     

两级蠕变下损伤演变及寿命估算

在两级或多级加载下,材料的蠕变寿命分数之和与加载顺序密切相关,这表明加载历史对损伤演变过程具有显著的影响。本研究采用考虑损伤和硬化影响的蠕变律,得到了蠕变损伤演变过程受加载历史的影响,讨论了两组蠕变加载时损伤演变和寿命估算问题。总结表明,本方法与试验结果吻合较好,可以反映加载效应的影响。     

典型金属材料高温蠕变剩余寿命评价方法

高温蠕变是影响金属结构失效的主要原因之一,而对金属材料高温蠕变寿命的评价则是工业安全生产的重要组成部分.文章介绍三类常用的蠕变寿命评价方法:持久强度实验外推法,微观组织分析法,超声波测定法,并对其原理、表征参数、国内外的研究进展、优缺点等方面进行了总结,认为综合运用这三类方法对高温蠕变状态评价及剩余寿命预测是当前采用的主要方式.最后,通过分析与比较,指出了非线性超声技术具有灵敏度高、在线无损检测等优点,是高温蠕变评价未来发展的重要方向.     

火炮身管剩余寿命评定方法的探讨

本文对目前国内外评定火炮身管剩余寿命的主要方法进行了综合分析.通过分析火炮身管在使用过程中的性能特征,依据大量的火炮射击试验数据,建立了准确标定火炮身管性能特点的火炮特性模型.以火炮特性模型为基础,结合火炮报废技术条件,建立了评定火炮身管剩余寿命的基本公式.     

乙烯裂解炉管的渗碳与抗渗碳

介绍了乙烯裂解炉管的渗碳过程及其危害性，从炉管材料的成分设计，炉管的表面处理，乙烯裂解工艺的控制等方面讨论了炉管的抗渗碳措施及其研究进展。     

HP-40Nb乙烯裂解炉管开裂失效分析

HP-40Nb(Cr25Ni35Nb系合金)乙烯裂解炉管的设计服役时间为43 800 h,服役21 900 h后发生鼓胀开裂失效现象。本工作利用显微硬度计、金相显微镜、扫描电子显微镜以及EDS等技术对乙烯裂解炉管的失效原因进行分析,并与供货态铸管样品进行对比分析。供货态乙烯裂解炉管管壁的内壁等轴晶区与外壁侧柱状晶分别占47%和53%,服役21 900 h后发生鼓胀开裂处的渗碳层厚度达炉管壁厚的近61%,内壁等轴晶区已完全渗碳。炉管开裂处的内外壁均存在大量蠕变空洞以及裂纹,空洞主要分布在一次碳化物附近。开裂断口上存在大量的球形析出物、带状焦炭,断裂类型为脆性断裂。炉管内壁碳沉积在渗碳过程中是不可避免的,渗碳过程中的碳的积累使炉管内壁局部区域产生结焦,造成炉管提前失效的主要原因是未及时清焦和柱状晶区占比偏少。     

多因素耦合下Cr35Ni45Nb钢乙烯裂解炉管损伤数值模拟

基于连续损伤力学理论,利用FORTRAN语言开发了多因素耦合下材料损伤发展的ABAQUS用户子程序,模拟了1050℃温度下,蠕变-渗碳耦合作用的Cr35Ni45Nb钢损伤发展过程.结果表明:承受单一蠕变损伤的炉管外壁最先失效,而承受蠕变-渗碳耦合作用下的炉管内壁最先开裂.单一蠕变因素下Cr35Ni45Nb钢的内壁Von-mises应力和最大主应力随着服役时间的延长出现先降低后增长的趋势.外壁的Von-mises值和最大主应力随着服役时间的延长而增大,从而导致炉管外壁的损伤发展速率高于内壁.蠕变-渗碳耦合作用下Cr35Ni45Nb钢的内壁Von-mises应力和最大主应力随着服役时间的延长而降低     

长期高温服役电站主蒸汽管道的剩余寿命评估

采用金相检验、力学性能测试及高温蠕变持久试验等方法,对某电站主蒸汽管道12Cr1MoV钢管的显微组织和力学性能进行了研究。结果表明：长期高温服役后,12Cr1MoV钢管道组织中出现5级珠光体球化,晶内碳化物析出明显,蒸汽管道内壁、中间、外壁组织的球化程度、晶粒度等级均一致,管道的力学性能下降明显;估算管道的剩余寿命约为4.45 a。     

平头压痕试验确定铝合金2A12的蠕变剩余寿命研究

基于平头压痕理论和蠕变损伤理论,提出了采用平头压痕试验和拉伸蠕变试验相结合的方法来确定铝合金2A12的蠕变剩余寿命.具体思路为:(1)由拉伸蠕变试验(通过控制试验时间)获得不同损伤的试样;(2)针对受损试样,由压痕加卸载试验确定不同损伤所对应的卸载曲线顶部斜率;(3)通过计算获得拉伸蠕变试样的损伤量;(4)得到卸载曲线顶部斜率与损伤的关系曲线,并以此为标定曲线推断出铝合金拉伸蠕变损伤试样的剩余寿命.     

HP-Nb转化管寿命计算及其数学模型的建立

对HP－Nb转化管进行了蠕变损伤分析，计算了不同温度下HP－Nb转化管的寿命，探讨了每年开停车次数对其寿命的影响。对计算结果应用优化、回归的方法进行了整体拟合，导出了单元损伤与时间和温度的关系，建立了数学模型，为计算机预测HP－Nb转化管剩余寿命提供了算法。     

蠕变损伤的概率计算及参数敏感性分析

由于材料性质数据和损伤模型的分散性和不确定性,计算的损伤结果也产生不确定性,概率方法可以定量考虑不确定性的影响。本文根据确定性模型的研究工作,提出了新的蠕变损伤概率计算模型,并对影响高温构件蠕变损伤各参数进行了参数敏感性分析。蠕变损伤的概率计算将为高温构件可靠性评估奠定基础。     

SA335-P22钢主蒸汽管道非破坏性剩余寿命评估方法

通过宏观检验、多种无损检测方法以及现场硬度测试和金相覆膜方法,对累计运行已超过113 000h的SA335-P22钢主蒸汽管道进行了检测,并结合Larson-Miller公式预测法和蠕变损伤级别分类法共同对该主蒸汽管道进行了非破坏性剩余寿命评估,得出该管道的剩余寿命不超过105 937h。该试验结果可为电厂运行人员提供参考。     

蠕变断裂局部损伤方法的有限元模型

提出了蠕变断裂局部损伤方法的有限元模型，通过有局部薄弱环到引入损伤单元，较好地不了多向应力条件下蠕变损伤发生和发展的规律，应用一有限元模型分析缺口圆棒试样的蠕变变形与损伤，得到的计算结果与试验结果能够较好的相吻合。     

3D-C/SiC复合材料拉伸蠕变损伤和蠕变机理

对3D-C/SiC复合材料进行拉伸蠕变试验,蠕变进行一段时间后,用扫描电子显微镜(SEM)观察试样表面的变化,同时测量试样的共振频率.结果表明,3D-C/SiC除通常CMC所产生的蠕变损伤外,纤维束滑动,纤维束之间的夹角变化,孔隙变形,部分孔隙表面空间位置改变,孔隙表面产生基体微裂纹,损伤在纤维束交叉处更为集中,这些可作为3D-C/SiC蠕变变形的独特机理.电阻和模量的相对变化与蠕变曲线相似,因此电阻和模量都可表征C/SiC材料的蠕变损伤,作为损伤变量.该材料的蠕变属于损伤引起.     

化工装置材料损伤和寿命预测技术的研究

文章综述了笔者及所在科研组近年来在化工静设备,如热交换器、塔器、反应器、工业炉、储槽、储罐（球罐）、压力容器和管道等的材料损伤和寿命预测技术领域的研究进展。由于各种设备结构不同,工况条件各异,导致材料损伤的机理也不相同。文章从它们的共性问题和方法论高度进行了研究。内容包括：①按照方法论要求,提出了处理工程参数不确定性问题的途径;②用定量金相分析方法揭示金属材料服役后微观组织变化、确定其损伤程度并预测寿命。理论成果的应用取得了工程实际的成效,并获重要社会效益和经济效益。     

用本构关系及有限元法研究高温管道剩余寿命

以辐射加热炉ＰＧ２０３２高温合金离心铸管为例，用试验得到的高温蠕变与损伤演变的本构关系，通过有限元分析计算模型给出了在工况条件下高温管道临界损伤随服役时间的变化规律，这一结论可以与在设高温管的无损检测结果相比较，在此基础上能够为准确地推断出在役高温管道的剩余寿命。     

化学气相渗透2D-SiCf/SiC复合材料的蠕变性能及损伤机理

研究了采用化学气相渗透工艺制备2D-SiC_f/SiC复合材料的真空蠕变性能, 蠕变温度为 1200、1300和1400 ℃, 应力水平范围为100~140 MPa。用扫描电子显微镜(SEM)和高分辨透射电子显微镜(TEM)分别观察分析了2D-SiC_f/SiC复合材料的蠕变断口形貌和微观结构。结果表明, 2D-SiC_f/SiC复合材料的主要蠕变损伤模式包括基体开裂、界面脱粘和纤维蠕变。桥接裂纹的纤维发生蠕变并促进了基体裂纹的张开、位移增大, 进一步导致复合材料蠕变断裂, 在复合材料蠕变过程中起决定性作用。2D-SiC_f/SiC复合材料的蠕变性能与SiC纤维微观结构的稳定性密切相关。在1200 ℃/100 MPa时, 纤维晶粒没有长大, 复合材料的蠕变断裂时间大于200 h; 蠕变温度为1400 ℃时, 纤维晶粒明显长大, 2D-SiC_f/SiC复合材料蠕变断裂时间缩短至8.6 h, 稳态蠕变速率增大了三个数量级。     

Longitudinal Creep Behaviour of a SiC/Ti-6242 Composite in a Vacuum Atmosphere

This study deals with the longitudinal creep behaviour of a unidirectionally reinforced SM1140+/Ti-6242 composite at 500C in a vacuum atmosphere. The monitoring of acoustic emission and microstructural observations show that filament fracture develops during the creep test. This damage results from the stress relaxation in the matrix, which increases the axial stress in the filament. Time till the creep rupture can be predicted with a model describing the filament damage accumulation.