[发明专利]一种9～12％Cr耐热钢寿命的分区预测方法

说明书

本发明提供了一种9～12％Cr耐热钢寿命的分区预测方法，在两个较高温度T_a和T_b下各进行一组相邻应力水平下的持久断裂试验；根据持久断裂试验结果数据确定T_a温度下的塑‑脆转变应力σ_a和T_b温度下的塑‑脆转变应力σ_b；建立试验温度T与加载应力σ的T‑σ直角坐标系，通过(T_a，σ_a)和(T_b，σ_b)两点绘制与T、σ两个坐标轴相交的直线，判断需要寿命预测的目标点(T_x，σ_y)位于T‑σ直角坐标系第1象限中的哪个区域，并通过合适的拟合函数外推目标点的断裂时间。本发明应用于9～12％Cr耐热钢部件的寿命预测和安全评估，能够简单、快速的实现准确度更高的分区寿命预测，并可预测断裂形式为塑性或是脆性。

技术领域

本发明涉及耐热钢寿命预测领域，具体涉及一种9～12％Cr耐热钢寿命的分区预测方法。

背景技术

9～12％Cr耐热钢在超(超)临界发电机组的高参数蒸汽管道中应用非常普遍，对此类部件，尤其是组织性能已发生劣化的此类钢制部件进行寿命预测尤其重要。此外，管道在达到寿命终点时，是以塑性方式还是脆性方式破坏也应是管道安全评估时需要预测的重要内容，而这一点并没有引起相关从业人员足够的重视。

在GB/T 30580-2014《电站锅炉主要承压部件寿命评估技术导则》及DL/T940、DL/T654等寿命评估标准中，都推荐了等温线外推法和L-M参数法。等温线外推法认为在任一温度下，试样加载应力σ与其断裂时间t_r存在σ＝k(t_r)^m的函数关系，k、m是由试验确定的材料常数；也就是说，在双对数坐标中通过试验数据拟合的函数曲线为直线；然而事实上，在足够长时间后，9～12％Cr耐热钢的拟合直线发生了转折。L-M参数是时间和温度两者相结合的参数，以P(σ)表示，它与开尔文温度T和断裂时间t_r存在P(σ)＝T(C+lgt_r)的函数关系，其中C为材料常数，同时L-M参数P(σ)可以表示为σ的多项式；然而大量的试验数据表明，9～12％Cr耐热钢在低应力区和高应力区(应力的高低是相对于该温度下的抗拉强度而言)，拟合得到的C值截然不同。因此，直接使用这两种方法外推得到的寿命很可能被高估或低估。

由于不同的试验加载应力-试验温度组合可能导致持久试样断裂行为的变化，从而引起拟合曲线的转折和C值的变化；为了得到准确的预测结果，必须对应力-温度组合进行分区，而如何分区则成为寿命预测的关键。

发明内容

本发明针对现有技术中的不足，提供了一种9～12％Cr耐热钢寿命的分区预测方法，该方法简便、准确，易于实现。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种9～12％Cr耐热钢寿命的分区预测方法，包括以下步骤：

步骤一：在两个较高温度T_a和T_b下各进行一组相邻应力水平下的持久断裂试验，其中两个较高温度T_a和T_b是指700℃≥T_a＞T_b，且T_a-T_b≥25℃；

步骤二：根据持久断裂试验结果数据确定T_a温度下的塑-脆转变应力σ_a和T_b温度下的塑-脆转变应力σ_b；