一种适用于高温高压蒸汽管道蠕变形变的测量方法技术

本发明专利技术公开了一种适用于高温高压蒸汽管道蠕变形变的测量方法，不仅可以测量管道的周向相对蠕变形变ε

【技术实现步骤摘要】
一种适用于高温高压蒸汽管道蠕变形变的测量方法


[0001]本专利技术涉及火电厂高温高压蒸汽管道的蠕变监督领域，具体涉及一种适用于高温高压蒸汽管道蠕变形变的测量方法，主要用于高温高压蒸汽管道蠕变形变的准确测量，进而开展蠕变监督工作。

技术介绍

[0002]火电厂高温高压蒸汽管道主要包括主蒸汽管道、高温再热蒸汽管道等，在长时间高温高压运行工况下，容易发生蠕变形变，根据DL/T 441
‑
2004《火力发电厂高温高压蒸汽管道蠕变监督规程》的规定，应该定期对管道进行蠕变测量，以掌握管道的蠕变规律，为管道开展蠕变监督评价提供可靠的技术依据，对管道进行蠕变形变测量是金属监督的重要方法。
[0003]目前，我国现行的蠕变监督规程规定的蠕变形变测量方法已连续应用了30多年，通过几十年大量的实际测量发现，同一根管道的蠕胀测量结果有很大的变动性，有时发生负蠕变现象，即蠕变测量数据为负值(ε＜0)，有时蠕变速度又异常的高，接近或超过DL/T 441规定的蠕变速度(1
×
10
‑5％/h)，有时相对蠕变形变一直在零附近变动，这给技术人员带来了很大的困扰。
[0004]分析其原因，出现上述负蠕变或短期内蠕变速度过大主要是由于支吊架工作状态异常导致的。管道运行时，管壁断面受三向应力，周向应力σ
周
、轴向应力σ
轴
和径向应力σ
径
，三向应力计算公式如下：
[0005][0006]式中，D
w
—外径，D
>n
—内径，D—蠕变测点外径，P—工作压力，σ
ZHW
—持续外载轴向应力，σ
W
—持续外载当量应力。
[0007]管道在三向应力状态下蠕变变形的应力、蠕变应变和蠕变应变速率之间的关系可以根据Von.Mises屈服条件(第四强度理论)求得，Von.Mises等效应力用σ
e
表示，如下式：
[0008][0009]对应地，等效蠕变应变ε
e
为：
[0010][0011]式中，ε
周
—周向相对蠕变形变，ε
轴
—轴向相对蠕变形变，ε
径
—径向相对蠕变形变。
[0012]对应地，等效蠕变应变速度为：
[0013][0014]式中，—周向蠕变速度分量，—轴向蠕变速度分量，—径向蠕变速度分量。
[0015]对应地，由等效应力和Levy—Mises流动法则可以得到三向应力状态下蠕变变形的塑性本构方程为：
[0016][0017]根据式(1)和式(5)，当某些支吊架状况异常时，持续外载轴向应力σ
ZHW
和持续外载当量应力σ
W
增加，导致管道所受的轴向应力σ
轴
增加。当轴向应力σ
轴
较大时，周向蠕变速度分量会很小，当轴向应力σ
轴
过大时，而发生负蠕变，而当轴向应力σ
轴
为压应力时，周向蠕变速度分量会明显上升。
[0018]因此，目前根据现行的蠕变监督规程，蠕变测量截面只有一个截面，所测量的蠕变数据为周向相对蠕变形变，即ε
周
。正常情况下，σ
周
＞σ
轴
＞σ
径
，管道的周向相对蠕变形变ε
周
占主要部分，且蠕变速度能够反映出管道运行中的蠕变规律。但是当管道的轴向应力σ
轴
作用较大时，只测量周向相对蠕变形变就不能反映管道的蠕变情况，进而无法进一步进行正确地监督评价。

技术实现思路

[0019]本专利技术的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种适用于高温高压蒸汽管道蠕变形变的测量方法。
[0020]本专利技术解决上述问题所采用的技术方案是：一种适用于高温高压蒸汽管道蠕变形变的测量方法，其特征是，包括以下步骤：
[0021]步骤1：在约20℃的温度环境下，用标准棒对测量用千分尺进行校正，按下式计算千分尺的零位校正值。
[0022][0023]式中：
[0024]B：千分尺零位校正值；
[0025]b1：测量前千分尺的零位值，mm；
[0026]b2：测量后千分尺的零位值，mm。
[0027]步骤2：对高温高压蒸汽管道第1个测量截面进行外径尺寸测量，缓慢转动千分尺棘轮，使千分尺测量面与第1对蠕变测点的外径测量面接触；测量3次，测量结果分别记为
D
11
、D
12
、D
13
，取算术平均值则同样地，对第2对蠕变测点进行测量，测量3次，测量结果分别记为D
21
、D
22
、D
23
，取算术平均值则依次类推，测量得第3对和第4对蠕变测点的外径尺寸分别为和则高温高压蒸汽管道第1个测量截面蠕变测点的平均外径记为D1，则(测量截面有2对蠕变测点时)或(测量截面有4对蠕变测点时)。
[0028]步骤3：同步骤2，对高温高压蒸汽管道第2个测量截面进行外径尺寸测量，高温高压蒸汽管道的第2个测量截面蠕变测点的平均外径记为D2，则(测量截面有2对蠕变测点时)或(测量截面有4对蠕变测点时)；则高温高压蒸汽管道的两个测量截面蠕变测点的平均外径记为则
[0029]步骤4：对高温高压蒸汽管道进行两个测量截面之间的轴向长度尺寸测量，缓慢转动千分尺棘轮，使千分尺测量面与第1组蠕变测点的长度测量面接触；测量3次，测量结果分别记为：L
11
、L
12
、L
13
，取算术平均值则依次类推，
[0030]测量得第2组至第8组蠕变测点的平均轴向长度尺寸，分别记为则高温高压蒸汽管道的两个测量截面之间的平均长度记为则(测量截面有2对蠕变测点时)或(测量截面有4对蠕变测点时)。
[0031]步骤5：换算到0℃时初始状态高温高压蒸汽管道的外径和长度尺寸，分别记为D
初
和L
初
，并按下式计算。
[0032][0033]式中：
[0034]α
p
：高温高压蒸汽管道的线膨胀系数，mm/(mm
·
℃)；
[0035]α
ck
：千分尺弓身的线膨胀系数，mm/(mm
·
℃)；
[0036]t
p
：蠕变测点附近的表面温度，℃；
[0037]t
ck
：千分尺弓身的温度，℃。
[0038]步骤6：对高温高压蒸汽管道进行运行一段时间h后的外径测量，按照步骤1、步骤2和步骤3测量高温高压蒸汽管道两个测量截面蠕变测点的平均外径，记为
[0039]步骤7：对高温高压蒸汽管道进行运行一段时间h后的轴向长度测量，按照步骤4测
量高温高压蒸汽管道两个测量截面之间的平均长度，记为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于高温高压蒸汽管道蠕变形变的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：在20℃的温度环境下，用标准棒对测量用千分尺进行校正，按下式计算千分尺的零位校正值；式中：B：千分尺零位校正值；b1：测量前千分尺的零位值，mm；b2：测量后千分尺的零位值，mm；步骤2：对高温高压蒸汽管道第1个测量截面进行外径尺寸测量，缓慢转动千分尺棘轮，使千分尺测量面与第1对蠕变测点的外径测量面接触；测量3次，测量结果分别记为D
11
、D
12
、D
13
，取算术平均值为则同样地，对第2对蠕变测点进行测量，测量3次，测量结果分别记为D
21
、D
22
、D
23
，取算术平均值为则依次类推，测量得第3对和第4对蠕变测点的外径尺寸分别为和则高温高压蒸汽管道第1个测量截面蠕变测点的平均外径记为D1，则或步骤3：同步骤2，对高温高压蒸汽管道第2个测量截面进行外径尺寸测量，高温高压蒸汽管道的第2个测量截面蠕变测点的平均外径记为D2，则或则高温高压蒸汽管道的两个测量截面蠕变测点的平均外径记为则步骤4：对高温高压蒸汽管道进行两个测量截面之间的轴向长度尺寸测量，缓慢转动千分尺棘轮，使千分尺测量面与第1组蠕变测点的长度测量面接触；测量3次，测量结果分别记为L
11
、L
12
、L
13
，取算术平均值则依次类推，测量得第2组至第8组蠕变测点的平均轴向长度尺寸，分别记为则高温高压蒸汽管道的两个测量截面之间的平均长度记为则或步骤5：换算到0℃时初始状态高温高压蒸汽管道的外径和长度尺寸，分别记为D
初
和L
初
，并按下式计算；式中：
α
p
：高温高压蒸汽管道的线膨胀系数，mm/(mm
·
℃)；α
ck
：千分尺弓身的线膨胀系数，mm/(mm
·
℃)；t
p
：蠕变测点附近的表面温度，℃；t
ck<...

【专利技术属性】
技术研发人员：李戈，高国宏，朱海宝，邱质彬，郭延军，祖平文，李海洋，王光乐，郦晓慧，王鲁，杨林，
申请(专利权)人：华电电力科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：