一种燃气轮机高温部件裂纹扩展寿命预测方法技术

本发明专利技术公开了一种燃气轮机高温部件裂纹扩展寿命预测方法，主要包括部件载荷分析、短时裂纹扩展试验、裂纹扩展模型建立、模型外延和寿命积分求值等，通过测试高温部件所用合金材料在短时保载条件下的裂纹扩展速率得到裂纹扩展模型，然后外延获得任意保载时间下的高温部件裂纹扩展模型，并通过积分获得高温部件的裂纹扩展寿命。由于考虑了高温蠕变对疲劳裂纹扩展的影响，克服了传统纯疲劳下评估裂纹扩展寿命准确性差、试验耗时长，不经济等的突出问题。本发明专利技术操作简单，试验耗时短，经济性和准确性高，且对部件无任何损伤，适用性和通用性强，能够满足燃气轮机高温部件剩余寿命评估要求，并指导检修计划的合理制定。并指导检修计划的合理制定。并指导检修计划的合理制定。

【技术实现步骤摘要】
一种燃气轮机高温部件裂纹扩展寿命预测方法


[0001]本专利技术属于冶金
，具体涉及一种燃气轮机高温部件裂纹扩展寿命预测方法。

技术介绍

[0002]燃气轮机火焰筒、过渡段、透平叶片、护环、轮盘、轴等高温部件作为燃气轮机的核心部件，是工作环境最恶劣、结构最复杂、故障最多、更换频率极高的部件。在长时间高温循环、高应力条件下服役，高温部件不可避免地产生不同程度的疲劳裂纹损伤。对于损伤高温部件国外燃机制造商一般要求直接更换，更换部件费用极高，严重降低了国内燃气轮机发电企业的经济性和竞争力。实际上，高温部件的不同部位所受应力大小有差异，对于高温部件低应力区，其基体合金材料对于裂纹有一定的容限，即允许部件在存在一定裂纹情况下继续服役。为了合理利用部件寿命，并制定合理的检修周期和修复方案，以保证燃气轮机发电设备安全、经济、持续运行，燃气轮机透平静叶片裂纹扩展寿命分析方法已受到国内外研究者们的关注。
[0003]目前，国外燃机制造商一般通过统计分析大量同型号燃气轮机高温部件长时服役过程中的裂纹萌生与扩展规律和材料的组织损伤和性能退化规律，建立损本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃气轮机高温部件裂纹扩展寿命预测方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、通过载荷分析获得燃气轮机高温部件的服役温度、应力值和应力比；S2、采用高温部件相同材质的试样，在步骤1获得服役温度、应力值和应力比的条件下进行疲劳裂纹扩展试验，获得不同保载时间的高温合金材料疲劳裂纹扩展曲线；S3、根据保载时间为0s和t条件下的疲劳裂纹扩展曲线，建立高温合金材料疲劳裂纹扩展模型；S4、根据燃气轮机高温部件实际服役温度和保载时间t
′
，将高温合金材料疲劳裂纹扩展模型外延，得到高温部件在保载时间t
′
的疲劳裂纹扩展模型；S5、根据步骤4得到的疲劳裂纹扩展模型确定燃气轮机高温部件裂纹扩展寿命。2.根据权利要求1所述的一种燃气轮机高温部件裂纹扩展寿命预测方法，其特征在于，步骤2中所述疲劳裂纹扩展试验，其疲劳载荷包括热疲劳、热机械疲劳、等温疲劳，疲劳试验温度为25℃～1200℃，应力比处于0.05～0.8范围内，保载时间处于0s～300s范围内。3.根据权利要求1所述的一种燃气轮机高温部件裂纹扩展寿命预测方法，其特征在于，步骤3中所述高温合金材料疲劳裂纹扩展模型如下：da/dN＝a(
△
K)
m
+b(
△
K)
n
t其中，常数a、m、b和n为常数，da/dN为单位循环周次...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐文书，肖俊峰，李永君，高斯峰，南晴，张炯，
申请(专利权)人：西安热工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：