碳化物相成分变化分析部件温度状态的方法技术

碳化物相成分变化分析部件温度状态的方法，首先采用模拟爆管试验机或持久强度试验机，在系列温度及应力下对不同电站常用材料进行模拟使用条件的加速试验，得到不同的时效时间样品，采用碳化物相化学分离技术，将每个样品合金中基体碳化物相的Ｃｒ、Ｍｏ、Ｖ合金元素进行分离，并进行定量元素成分含量百分比测定；采用回归分析法对碳化物中合金元素的变化与试验温度及时间之间的规律进行分析，试验采用温度－时间参数ＬＭＰ的描述方式，给出其变化模型ΔＱ＝Ａ＃－［０］＋ＡＬＭＰ，当应力一定时，碳化物相成分的变化增量ΔＱ与使用温度Ｔ相关，有ＬＭＰ＝Ｔ（２０＋ｌｏｇｔ）：式中Ｑ＃－［ｔ］－运行ｔ时刻碳化物相成分百分含量；Ｑ＃－［ｏ］－原始未使用材料碳化物相成分百分含量；ＬＭＰ－Ｌａｒｓｏｎ－Ｍｉｌｌｅｒ参数，Ｔ－使用温度，ｔ－使用时间。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种发电厂高温下使用部件的间接温度状态评定方法，特别涉及一种。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是1)首先采用模拟爆管试验机或持久强度试验机，对不同电站常用材料，在480～630℃系列温度变化、10～110MPa系列应力变化下进行模拟使用条件的加速试验，得到不同的时效时间样品；采用碳化物相化学分离技术，将每个样品合金中基体碳化物相的Cr、Mo、V合金元素进行分离，并进行定量元素成分含量百分比测定；采用回归分析法对碳化物中合金元素的变化与试验温度及时间之间的规律进行分析，试验条件采用温度—时间参数LMP的描述方式，从而给出其变化模型ΔQ＝A0+ALMP，当应力一定时，碳化物相成分的变化增量ΔQ与使用温度T相关，有ΔQ＝Qt-QoLMP＝T(20+logt)式中Qt-运行t时刻的碳化物相成分的百分含量；Qo-原始未使用材料的碳化物相成分的百分含量；LMP-Larson-Miller参数，T-使用温度，t-使用时间。由于本专利技术通过对长期服役后高温部件的碳化物相成分变化规律的系统试验，模拟材料老化的影响条件，建立了碳化物相成分含量与使用温度两者之间的确切关系，可随时评价部件的实际使用温度状况，从而能够准确地计算出部件的综合状态和使用寿命。五具体实施例方式实施例1，选择102钢和12Cr1MoV钢新材料，及实际使用后得到的不同老化程度的管样，加工成模拟试验样品。在恒定温度T下进行变应力模拟试验和恒定应力σ下的变温度模拟试验，在一定时间100、1000、2000、5000、10000小时后停止试验，得到一组模拟时间t数据。采用碳化物相成分分析方法测定每一样品使用前后的碳化物合金元素Cr、Mo含量成分，给出其差值ΔQ。其数据示于附图说明图1、2。采用多项式回归分析的统计方法对碳化物中合金元素的变化与试验温度及时间之间的规律进行分析，试验条件采用温度—时间参数LMP的描述方式，给出新材料的统计关系式和其他系数；分别将实际使用老化样品的模拟温度T、时间t代入LMP＝T(20+logt)中即可得到碳化物相成分的变化。已研究给出了多种锅炉材料碳化物相成分变化的典型曲线和关系式。图1给出了102钢长期使用过程中不同试验条件下的碳化物相成分Cr变化的动力学模型曲线，图2给出12Cr1MoV钢中碳化物相成分Mo含量随温度—时间状态变化的动力学模型曲线，采用碳化物相成分变化分析的方法，通过测定不同时期相成分中合金元素(尤其是Cr量)的变化量ΔQ(使用后与原始含量的差)，即可准确地估计部件金属的实际使用温度T。图1中横坐标为描述温度—时间状态变化的LMP参数，纵坐标为碳化物相成分Cr元素含量的变化增量。图2中横坐标为LMP参数，纵坐标为碳化物相成分Mo元素含量的变化增量。实施例2，南通电厂锅炉发生过热器爆管失效，分别在高温过热器和高温再热器取实际使用样品，以分析和评估其使用状态和残余寿命。下表1为碳化物相结构分析结果，表2为根据Cr含量变化的温度评估结果(℃)，与内壁氧化皮、硬度等其它评估方法的结果比较，由此可知，采用碳化物相成分分析方法评定出的部件金属实际使用温度值，与平均值比较，其误差比其他方法相对更小些。表1 温度评估结果(℃)表2 权利要求1.，其特征在于1)首先采用模拟爆管试验机或持久强度试验机，对不同电站常用材料，在480～630℃系列温度变化、10～110MPa系列应力变化下进行模拟使用条件的加速试验，得到不同的时效时间样品；2)采用碳化物相化学分离技术，将每个样品合金中基体碳化物相的Cr、Mo、V合金元素进行分离，并进行定量元素成分含量百分比测定；3)采用回归分析法对碳化物中合金元素的变化与试验温度及时间之间的规律进行分析，试验条件采用温度—时间参数LMP的描述方式，从而给出其变化模型ΔQ＝A0+ALMP，当应力一定时，碳化物相成分的变化增量ΔQ与使用温度T相关，有ΔQ＝Qt-QoLMP＝T(20+logt)式中Qt-运行t时刻的碳化物相成分的百分含量；Qo-原始未使用材料的碳化物相成分的百分含量；LMP-Larson-Miller参数，T-使用温度，t-使用时间。全文摘要，首先采用模拟爆管试验机或持久强度试验机，在系列温度及应力下对不同电站常用材料进行模拟使用条件的加速试验，得到不同的时效时间样品，采用碳化物相化学分离技术，将每个样品合金中基体碳化物相的Cr、Mo、V合金元素进行分离，并进行定量元素成分含量百分比测定；采用回归分析法对碳化物中合金元素的变化与试验温度及时间之间的规律进行分析，试验采用温度－时间参数LMP的描述方式，给出其变化模型ΔQ＝A文档编号G01N33/20GK1477396SQ0313431公开日2004年2月25日 申请日期2003年6月23日 优先权日2003年6月23日专利技术者李耀君 申请人:国电热工研究院本文档来自技高网...

【技术保护点】
碳化物相成分变化分析部件温度状态的方法，其特征在于：１）首先采用模拟爆管试验机或持久强度试验机，对不同电站常用材料，在４８０～６３０℃系列温度变化、１０～１１０ＭＰａ系列应力变化下进行模拟使用条件的加速试验，得到不同的时效时间样品； ２）采用碳化物相化学分离技术，将每个样品合金中基体碳化物相的Ｃｒ、Ｍｏ、Ｖ合金元素进行分离，并进行定量元素成分含量百分比测定；３）采用回归分析法对碳化物中合金元素的变化与试验温度及时间之间的规律进行分析，试验条件采用温度－时间参数ＬＭＰ 的描述方式，从而给出其变化模型ΔＱ＝Ａ↓［０］＋ＡＬＭＰ，当应力一定时，碳化物相成分的变化增量ΔＱ与使用温度Ｔ相关，有：ΔＱ＝Ｑ↓［ｔ］－Ｑ↓［ｏ］ＬＭＰ＝Ｔ（２０＋ｌｏｇｔ）式中Ｑ↓［ｔ］－运行ｔ时刻的碳化物相成分的百分含量； Ｑ↓［ｏ］－原始未使用材料的碳化物相成分的百分含量；ＬＭＰ－Ｌａｒｓｏｎ－Ｍｉｌｌｅｒ参数，Ｔ－使用温度，ｔ－使用时间。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李耀君，
申请(专利权)人：国电热工研究院，
类型：发明
国别省市：87[中国|西安]