马氏体耐热钢在超临界高温蒸汽下氧化膜厚度的计算方法技术

本发明专利技术涉及一种马氏体耐热钢在超临界高温蒸汽下氧化膜厚度的计算方法，尤其适用于9%Cr马氏体耐热钢。该方法应用金属氧化动力学的抛物线模型，并在其基础上对阿伦尼乌斯方程进行了数学修正，结合大量电厂实际运行的结果和模拟实验数据，运用分步线性拟合和函数曲线拟合的方法得到一个9%Cr马氏体耐热钢在23~35MPa高温蒸汽环境下的氧化膜厚度计算公式，该公式综合考虑了时间和温度对氧化膜厚度的影响，将蒸汽温度和运行时间代入该公式即可计算出该条件下9%Cr马氏体耐热钢的氧化膜厚度。该公式突破了多数氧化动力学模型只考虑单一因素影响的限制，克服了传统氧化皮厚度测量方法测试周期长、成本较高、操作复杂、精度不稳定，或者需要割钢管等缺点。

【技术实现步骤摘要】
马氏体耐热钢在超临界高温蒸汽下氧化膜厚度的计算方法
本专利技术涉及一种马氏体耐热钢在超临界高温蒸汽下氧化膜厚度的计算方法，尤其涉及一种9％Cr马氏体耐热钢在超临界或超超临界高温蒸汽环境下的氧化膜厚度的计算方法。
技术介绍
9％Cr马氏体耐热钢主要包括T/P91、T/P92、E911和G115(9Cr3W3Co)等马氏体耐热钢，广泛用于超超临界锅炉主蒸汽管、集箱、过热器、再热器等高温部件。为了提高热效率、降低煤耗和排放，火电机组的蒸汽压力和温度不断提高，而机组关键部件的高温氧化问题也随之变得严重。高温蒸汽氧化腐蚀导致的受热面管爆漏损坏事故、机组停运等对电厂的安全运行和经济效益造成了严重的危害。近年来随着火电机组高温部件蒸汽氧化问题得到普遍重视，蒸汽氧化的危害性不断被认识，国内外对蒸汽氧化的研究投入也逐渐加大。工程上主要关心的问题是高温蒸汽中材料所形成的氧化皮厚度，随着温度升高、氧化膜生长速率加快、一定时间内形成的氧化皮更厚，将导致以下问题：第一，氧化膜增厚减小了有效管壁，使管壁承受的压力增大，甚至因蠕变而破坏；第二，氧化膜的热导率低，将导本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种马氏体耐热钢在超临界高温蒸汽下氧化膜厚度的计算方法，其特征在于：所述马氏体耐热钢为9％Cr马氏体耐热钢，高温蒸汽氧化膜厚度的公式为：/n

【技术特征摘要】
1.一种马氏体耐热钢在超临界高温蒸汽下氧化膜厚度的计算方法，其特征在于：所述马氏体耐热钢为9％Cr马氏体耐热钢，高温蒸汽氧化膜厚度的公式为：



其中，X为氧化层厚度，A为常系数，Q为激活能，R为气体常数，T为温度，t为时间。


2.根据权利要求1所述马氏体耐热钢在超临界高温蒸汽下氧化膜厚度的计算方法，其特征在于：所述高温蒸汽温度范围为550℃～700℃，蒸汽压力范围为23.0～35.0MPa，时间范围为200～20000h。


3.根据权利要求1所述马氏体耐热钢在超临界高温蒸汽下氧化膜厚度的计算方法，其特征在于：所述氧化膜厚度的公式中n＝0.5。


4.根据权利要求1所述马氏体耐热钢在超临界高温蒸汽下氧化膜厚度的计算方法，其特征在于：所述激活能Q和时间t之间存在的数学关系为：
Q＝39659.32t0.0092。


5.根据权利要求1所述马氏体耐热钢在超临界高温蒸汽下氧化膜厚度的计算方法，其特征在于：所述常系数A的值为11616.83。

【专利技术属性】
技术研发人员：章亚林，张开，王学，任德军，左志雄，刘胜利，丁伟平，黄桥生，
申请(专利权)人：国电科学技术研究院有限公司，武汉大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32