浅谈主蒸汽管道蠕变损伤寿命.pdfVIP

学兔兔 余 热 锅 炉 2OO9．3 17 浅谈主蒸汽管道的蠕变损伤寿命 杭州锅炉集团股份有限公司 武海云 摘 要 本文分析了主蒸汽管道蠕变损伤的原理及特点，阐述了主蒸汽管道的 蠕变损伤评价的方法~ATL现阶段多种蠕变寿命分析的比较，并着重介绍了用有限元 法分析主汽管道的蠕变损伤寿命，最后提出了主蒸汽管道蠕变损伤寿命的评价的思 路和模式。 关键词 主蒸汽管道 蠕变损伤 高温 有限元分析 寿命 压力将发生较大变化。这样致使主蒸汽管道 引言 的损伤具有局部性、复杂性。 随着我国电力工业的发展，锅炉主蒸汽 高温下主蒸汽管道的应变量和时间关系 管道的设计温度高达560℃及以上，设计压 曲线如图1所示。可见，管道蠕变的三个阶 力也在17MPa等，主蒸汽管道在长期高温高 段中第一阶段变形速率随时间而下降。 压条件下会发生蠕变损伤，准确地预测主蒸 汽管道的损伤以及安全运行寿命也是发电、 石油化工以及核电等工程工业所普遍关心的 重要问题。进行其蠕变损伤分析以及寿命评 估自然上升到了首要位置。近年来用于超临 蚓 界、超超临界机组高温高压管道的P91／T91、 P92／q92、HCM12A、HCM2S、SUPER304H等合 金钢都是为提高其高温蠕变性能以满足高参 数机组需求而研制的。目前，杭州锅炉集团 股份有限公司制造的9F、9E等燃机余热锅炉 的主蒸汽管道大量采用了P91／P22材料，本 图1 蠕变曲线 文着重以P91材料的主蒸汽管道为例，讨论 主蒸汽管道的蠕变损伤寿命。 第二阶段是稳定阶段，此时，变形产生的 1 主蒸汽管道蠕变损伤的特征 加工硬化和回复、再结晶同时进行，材料未进 一 步硬化，所以变形速率基本保持恒定(蠕变 1．1 主蒸汽管道蠕变机理 速率不变，△e／△t=常数)。 主蒸汽管道工况复杂多变，有几十甚至 第三阶段，愈来愈大的塑性变形在晶界 上百的工况组合，在正常工况下，承受高温和 形成微孔和裂纹(如图2)塑性变形速率加 应力的作用；在异常工况下，如热振动、热冲 快，最后导致断裂。 击、载荷波动以及机组启停时管道的温度和 学兔兔 18 余热锅炉 20O9．3 度试验用最小二乘法对数据拟合，用a=k· (tr) 获得材料在工作温度下l04 h的持久强 度外推值，用以作为材料损伤评价和剩余寿