耐熱鋼壽命預(yù)測的Z參數(shù)方法及應(yīng)用.pdf

1、許多工程構(gòu)件和結(jié)構(gòu)都同時(shí)承受著高溫高壓的作用，尤其是熱電廠、鍋爐、石油/石化及其它工業(yè)領(lǐng)域。在長期服役下，由于微觀組織的變化和損傷的積累，這些構(gòu)件的機(jī)械性能會(huì)惡化，最終造成構(gòu)件失效，而蠕變則是高溫構(gòu)件破壞的主要因素?；诎踩院徒?jīng)濟(jì)性的考慮，蠕變壽命和損傷的評(píng)估一直是高溫材料使用中備受關(guān)注的焦點(diǎn)。 本文在探討了常用耐熱鋼壽命預(yù)測及損傷評(píng)估的基本策略的基礎(chǔ)上，提出了Z參數(shù)方法。并以石化、蒸汽鍋爐裝置中常用的HK40、5Cr-0.5

2、Mo、GH145和30CrlMolV等耐熱鋼為例，利用Z參數(shù)法進(jìn)行持久性能的可靠性分析、壽命預(yù)測及損傷評(píng)估。研究結(jié)果表明： 1.利用Z參數(shù)方法實(shí)現(xiàn)了持久壽命的可靠性評(píng)估。對(duì)于某一狀態(tài)的材料，Z參數(shù)的數(shù)值表示了數(shù)據(jù)點(diǎn)偏離性能主曲線的程度，因此Z參數(shù)的分布可以表征持久性能數(shù)據(jù)的分散性。由于材料數(shù)據(jù)本身的分散性，預(yù)測的結(jié)果與可靠性密切相關(guān)。結(jié)合蠕變損傷評(píng)估常用的Robinson法則對(duì)幾種鋼的新管數(shù)據(jù)及實(shí)際服役數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，結(jié)果表明，持

3、久壽命與損傷的數(shù)值與所選取的可靠度相關(guān)。 2.對(duì)于具有不同損傷狀態(tài)的材料，Z參數(shù)的平均值可以表征材料的損傷程度。比較HK40鋼不同管段和不同服役時(shí)間的蠕變持久性能數(shù)據(jù)曲線和Z參數(shù)值之間的關(guān)系，很好地證明了Z參數(shù)與蠕變持久性能惡化之間存在著緊密的聯(lián)系。Z參數(shù)和服役時(shí)間之間關(guān)系的三個(gè)階段表明在初始服役階段持久性能迅速降低，接著是一個(gè)相對(duì)比較穩(wěn)定的階段；當(dāng)微觀組織損傷達(dá)到一定程度，持久性能就會(huì)發(fā)生嚴(yán)重惡化。 3.基于固有頻率和