內(nèi)壓條件P92鋼的多軸蠕變實驗及模型研究.pdf

1、隨著環(huán)境逐漸惡化和能源格局的變遷，國家對發(fā)電企業(yè)的節(jié)能減排能力提出了更高的要求，發(fā)展高蒸汽參數(shù)的高效超超臨界機組成為未來火電廠建設(shè)和改造的目標。隨著蒸汽參數(shù)的提高，電站鍋爐高溫受熱面對材料的性能提出了進一步的要求，蠕變性能作為材料的特性之一是影響高溫高壓管道壽命的重要因素。目前，國內(nèi)外的許多學(xué)者對P92等高溫受熱面鋼材進行了蠕變性能的研究，這些研究多是在單軸蠕變試驗的基礎(chǔ)上進行，考慮到電廠實際運行的狀況，部件多處于多向應(yīng)力狀態(tài)，隨即又進

2、行了大量缺口試樣的多軸蠕變試驗。盡管缺口試樣可以在缺口處形成一定的多軸應(yīng)力狀態(tài)，但是所形成的應(yīng)力多軸度在缺口處分布不均程度大，可控性差，對于探究多軸應(yīng)力狀態(tài)下材料的蠕變壽命未能提供充分有效的實驗結(jié)果，所以在單軸和缺口試驗的基礎(chǔ)上，本文以P92鋼為研究對象，在650℃的條件下，進行了內(nèi)壓條件下的蠕變試驗實驗臺搭建，設(shè)計適當?shù)膶嶒瀰?shù)并與單軸及缺口試驗對比，分析其軸向和環(huán)向的蠕變發(fā)展。觀察內(nèi)壓試樣的斷口形貌和微觀組織并與單軸和缺口試驗結(jié)果對

3、比，得出內(nèi)壓條件下的多軸蠕變規(guī)律。在試驗結(jié)果的基礎(chǔ)上，建立耦合損傷參數(shù)的K-R蠕變模型，通過單軸蠕變試驗結(jié)果擬合得出相關(guān)參數(shù)，結(jié)合內(nèi)壓實驗結(jié)果分析等效應(yīng)力、第一主應(yīng)力、應(yīng)力多軸度和損傷隨時間的分布和演變。利用有限元分析多軸度因子和內(nèi)壓管幾何尺寸條件改變對內(nèi)壓條件下多軸試驗結(jié)果的影響，并在有限元分析的基礎(chǔ)上提出內(nèi)壓厚壁管道的壽命評估方法。結(jié)果表明:內(nèi)壓條件下的蠕變試驗形成的應(yīng)力多軸度范圍在1/3到2/3之間，在相近應(yīng)力水平下內(nèi)壓試樣的壽命