內壓條件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，國內外的許多學者對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上進行，考慮到電廠實際運行的狀況，部件多處于多向應力狀態(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力狀態(tài)，但是所形成的應力多軸度在缺口處分布不均程度大，可控性差，對于探究多軸應力狀態(tài)下材料的蠕變壽命未能提供充分有效的實驗結果，所以在單軸和缺口試驗的基礎上，本文以P92鋼為研究對象，在650℃的條件下，進行了內壓條件下的蠕變試驗實驗臺搭建，設計適當?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。觀察內壓試樣的斷口形貌和微觀組織并與單軸和缺口試驗結果對

3、比，得出內壓條件下的多軸蠕變規(guī)律。在試驗結果的基礎上，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果擬合得出相關參數(shù)，結合內壓實驗結果分析等效應力、第一主應力、應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壓管幾何尺寸條件改變對內壓條件下多軸試驗結果的影響，并在有限元分析的基礎上提出內壓厚壁管道的壽命評估方法。結果表明:內壓條件下的蠕變試驗形成的應力多軸度范圍在1/3到2/3之間，在相近應力水平下內壓試樣的壽命