[发明专利]一种基于偏最小二乘法的耐热钢劣化状态评估方法

说明书

本发明公开了一种基于偏最小二乘法的耐热钢劣化状态评估方法，包括步骤：(1)选取n个老化状态参量已知、厚度一致的耐热钢材料作为定标样品，利用多种无损检测方法对定标样品进行检测，获取多维无损检测参数；(2)确定耐热钢材料的主要老化因素，并根据主要老化因素选择相关的无损检测参数建立主要成分模型，以描述老化状态参量与多维无损检测参数之间的物理关系；(3)对主要成分模型的残差进行修正，建立基于偏最小二乘法的耐热钢劣化状态评估模型；(4)对待评估耐热钢工件进行与定标样品相同的无损检测，将得到的所有无损检测数据代入步骤(3)中的评估模型中，计算得到耐热钢工件的老化状态参量。该方法可快速评估耐热钢的劣化状态。

技术领域

本发明涉及耐热钢材料性能检测技术领域，具体涉及一种基于偏最小二乘法的耐热钢劣化状态评估方法。

背景技术

发电厂、化工厂的高温高压管道、管件、阀门等工件通常采用可以承受高温、高压工况的金属材料，随着服役时间延长，金属材料逐渐老化，其主要的性能劣化机制包括高温蠕变、热疲劳以及蠕变-疲劳交互作用。目前通常采用破坏性方法(如割管、整体剖切等)对金属工件取样，并通过长时高温蠕变试验(试验周期数千到数万小时)或短时高温拉伸试验等手段对其性能劣化情况进行评估，但除管道部件外的其他承受高温、高压的部件通常不允许破坏性取样，例如联箱、阀体、缸体等，目前尚无有效的性能劣化评估方法。

目前采用长时高温蠕变试验或短时高温拉伸试验等手段评估金属工件性能劣化情况的方法是将工件在近似服役工况条件下进行试验或者在比服役条件更严苛的条件下进行加速试验，试验结果可信度高，但试验成本高、检测周期过长、破坏性取样后的工件恢复难度较大，且除管道外不适用于联箱、阀体等部件。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于偏最小二乘法的耐热钢劣化状态评估方法，构建了一种基于偏最小二乘法的耐热钢劣化状态评估模型，在对耐热钢工件的劣化状态进行评估时，只需获取耐热钢工件的微试样，并对微试样采用无损检测技术进行检测，将得到的无损检测数据代入评估模型中，即可计算耐热钢工件样品的老化状态参量，以评估其劣化状态，评估方法快速，且准确度高。

本发明具体采用如下技术方案：

一种基于偏最小二乘法的耐热钢劣化状态评估方法，包括以下步骤：

S1、选取n个老化状态参量已知、厚度一致的耐热钢材料作为定标样品，利用多种无损检测方法对定标样品进行检测，获取多维无损检测参数，构建自变量矩阵及因变量矩阵；

S2、确定耐热钢材料的主要老化因素，并根据主要老化因素选择相关的无损检测参数建立主要成分模型，以描述老化状态参量与多维无损检测参数之间的物理关系；

S3、对主要成分模型的残差进行修正，建立基于偏最小二乘法的耐热钢劣化状态评估模型；

S4、对待评估耐热钢工件进行与定标样品相同的无损检测，且根据主要老化因素选择相关的无损检测数据，将得到的所有无损检测数据及与主要老化因素相关的无损检测数据代入S3中的评估模型中，计算得到耐热钢工件的老化状态参量。

优选的，步骤S1具体为：

(1)利用k种无损检测方法对n个定标样品进行检测，每个定标样品获取k个无损检测参数，作为自变量矩阵E，即：

其中，x_nk表示第n个定标样品的第k个无损检测参数；

(2)以n个定标样品的老化状态参量作为因变量矩阵F，即：

F＝[c₁ c₂ … c_n]^T

其中，c_n表示第n个定标样品的老化状态参量。