[发明专利]一种评估耐热钢安全性的方法和系统

说明书

本发明提供了一种评估耐热钢安全性的方法，包括步骤A：获取不同硬度的在役耐热钢部件样本，步骤B：测试样本在特定温度条件下的屈服强度和抗拉强度数据；步骤C：根据样本的屈强比数据，获得屈强比的极小值；步骤D：获得屈强比极小值对应的强度值H_o，测试待测样品的强度值H，如果H≥H_o，该待测样品满足安全性要求，否则不满足安全性要求。本发明的优点在于：创造性的将材料的安全硬度与材料的屈强比联系到一起，屈强比的极小值对应材料断裂倾向增大的临界点，能够根据屈强比的极小值直接确定对应的硬度值，科学准确的确定材料的安全硬度值下限，为在役耐热钢的安全硬度范围提供了明确的界限，方便对耐热钢使用寿命的把控，提高机组安全性。

技术领域

本发明涉及耐热钢硬度评估技术领域，尤其涉及一种评估耐热钢安全性的方法和系统。

背景技术

为提高发电效率和减少CO2排放，超(超)临界火力发电机组是目前世界各国日益发展的主流燃煤发电模式。表征发电参数的温度和蒸汽压的提高对锅炉用钢提出了高安全性的要求。简称为9Cr钢的新型马氏体耐热钢T/P91(9Cr-1Mo-V-Nb)和T/P92(9Cr-0.5Mo-1.8W-V-Nb-B)是这类锅炉用钢的主体材料。

目前对T/P91钢在役部件的硬度和安全性检验尚缺乏标准和规范。根据相应标准，供货态T/P91钢硬度应在185～250HBW(布氏硬度)。然而，国内外大量在役T/P91钢部件特别是弯头/弯管部位的硬度值已低于160HBW。在役部件硬度明显偏低给机组的长期稳定运行带来了严重的安全隐患并已引起国内外相关企业和材料研发领域的严重关切和高度重视。然而目前行业中并没有明确的规定在役T/P91钢部件的硬度值的安全范围，导致很多时候只有在发生损坏的情况下才会更换相应部件，或者以使用时间确定更换周期，这些方法都存在一定的安全隐患。

公开号为CN110907475A的发明专利公开了一种马氏体耐热钢的剩余寿命评估方法，其通过组织损伤特征参量确定材料的剩余寿命，该方法主要基于马氏体样条的平均宽度确定损耗情况，误差较大，无法保障在役耐热钢的安全性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种确定在役耐热钢的安全硬度标准的安全性评估方法。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：一种评估耐热钢安全性的方法，包括步骤A：获取不同硬度的在役耐热钢部件样本，

步骤B：测试不同硬度的样本在特定温度条件下的屈服强度和抗拉强度数据；

步骤C：根据不同硬度的样本在特定温度下的屈强比数据，获得特定温度下屈强比的极小值，其中屈强比为屈服强度与抗拉强度的比值；

步骤D：获得屈强比极小值对应的强度值H_o，测试待测样品的强度值H，如果H≥H_o，该待测样品满足安全性要求，否则不满足安全性要求。

本发明创造性的将材料的安全硬度与材料的屈强比联系到一起，屈强比的极小值对应材料断裂倾向增大的临界点，能够根据屈强比的极小值直接确定对应的硬度值，科学准确的确定材料的安全硬度值下限，为在役耐热钢的安全硬度范围提供了明确的界限，方便对耐热钢使用寿命的把控，提高机组安全性。

优选的，步骤C中通过绘制屈强比随硬度变化的曲线查找屈强比的极小值。

优选的，所述屈强比的极小值定义为：在与该屈强比对应的硬度值相邻的前后分别至少三个硬度值对应的屈强比均不小于该屈强比。

优选的，步骤B中分别测试样本在室温、550℃、600℃下的屈服强度和抗拉强度。

优选的，在不同温度下屈强比极小值不同时，以多个极小值对应的硬度的最大值作为硬度值的安全下限H_o。