一种电站厚壁部件用高温合金热疲劳性能的测试方法技术

本发明专利技术公开了一种电站厚壁部件用高温合金热疲劳性能的测试方法，包括以下步骤：1)取高温合金热厚壁疲劳试样夹具，将高温合金厚壁热疲劳试样安装于高温合金热厚壁疲劳试样夹具上，其中，所述高温合金厚壁热疲劳试样的圆心处加工有中心孔，高温合金厚壁热疲劳试样的外壁上加工有V型槽；2)确定调峰工况下高温合金热疲劳试验的试验参数；3)根据确定得到的试验参数进行高温合金热疲劳试验；4)拆卸高温合金厚壁热疲劳试样，对高温合金厚壁热疲劳试样进行处理，并观察分析高温合金厚壁热疲劳试样上的疲劳裂纹，该方法能够准确模拟高温合金厚壁部件在火电机组深度调峰过程的热疲劳失效。壁部件在火电机组深度调峰过程的热疲劳失效。壁部件在火电机组深度调峰过程的热疲劳失效。

【技术实现步骤摘要】
一种电站厚壁部件用高温合金热疲劳性能的测试方法


[0001]本专利技术属于电站材料性能测试分析
，涉及一种电站厚壁部件用高温合金热疲劳性能的测试方法。

技术介绍

[0002]超超临界发电技术(ultra
‑
supercritical,USC)研制成功以来，世界各国一直在积极发展更高参数、更大容量火力发电技术。与USC技术相比，A
‑
USC技术在发电装备布局上差别不大，真正的考验是材料需承受更高温度、更大压力。锅炉的过热器、汽包、汽轮机转子等关键部件是电站机组中所处环境最为恶劣的部件，传统的铁素体/奥氏体耐热钢等已不再适用，需采用铁
‑
镍基及镍基高温合金。
[0003]目前，在宏观调控机制下，火电机组大量参与深度调峰成为必然选择，A
‑
USC火电机组亦不可避免。调峰工况下，机组从低负荷到高负荷，然后高负荷到低负荷调整，相对应的，机组的服役温度也发生改变。转子，汽包、主蒸汽管道等厚壁部件由于在壁厚方向上热量传递需要一定的时间，致使在部件内外壁产生一定的温度差，从而在内部产生拘束热应力；负荷的周期变化产生的热应力刚好为一个交变循环。高温合金厚壁部件在交变热应力反复作用下，易发生热疲劳进而损伤破坏，影响机组的安全运行。因此，为了掌握调峰工况下，厚壁部件热疲劳裂纹产生和扩展规律，对亟需对厚壁部件用高温合金的热疲劳性能进行研究，以便为汽轮机转子、汽包以及主蒸汽管道应用设计及失效分析提供依据。但是，如何准确模拟高温合金厚壁部件在火电机组深度调峰过程热疲劳失效，尚未有解决方法。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种电站厚壁部件用高温合金热疲劳性能的测试方法，该方法能够准确模拟高温合金厚壁部件在火电机组深度调峰过程的热疲劳失效。
[0005]为达到上述目的，本专利技术公开了一种电站厚壁部件用高温合金热疲劳性能测试方法，包括以下步骤：
[0006]1)取高温合金热厚壁疲劳试样夹具，将高温合金厚壁热疲劳试样安装于高温合金热厚壁疲劳试样夹具上，其中，所述高温合金厚壁热疲劳试样的圆心处加工有中心孔，高温合金厚壁热疲劳试样的外壁上加工有V型槽；
[0007]2)确定调峰工况下高温合金热疲劳试验的试验参数；
[0008]3)根据确定得到的试验参数进行高温合金热疲劳试验；
[0009]4)拆卸高温合金厚壁热疲劳试样，对高温合金厚壁热疲劳试样进行处理，并观察分析高温合金厚壁热疲劳试样上的疲劳裂纹。
[0010]所述高温合金厚壁热疲劳试样为圆盘式结构。
[0011]所述高温合金热厚壁疲劳试样夹具上设置有圆柱型凹槽，其中，所述圆柱型凹槽的直径与高温合金厚壁热疲劳试样的直径一致。
[0012]所述高温合金厚壁热疲劳试样插入于所述圆柱型凹槽内，且高温合金厚壁热疲劳试样的两侧均设置有固定插销，其中，固定插销插入于所述高温合金热厚壁疲劳试样夹具内。
[0013]高温合金厚壁热疲劳试样的直径为20
‑
30cm，厚度为5
‑
10mm。
[0014]中心孔的直径为Φ2mm。
[0015]V型槽的角度为60
°
，深度为2mm。
[0016]步骤2)的具体操作为：设定最高温度为650
‑
700℃，最低温度为550℃，加热时间为30
‑
60min，保温时间为30min，冷却时间为60
‑
90min。
[0017]步骤4)的具体操作为：
[0018]41)将高温合金厚壁热疲劳试样卸载后采用超声波清洗；
[0019]42)采用砂纸磨去高温合金厚壁热疲劳试样表面的氧化产物，并进行粗磨及机械抛光；
[0020]43)采用读数显微镜对中心孔及V型槽处的裂纹长度进行测量；
[0021]44)采用盐酸硝酸甘油溶液对高温合金厚壁热疲劳试样进行腐蚀，观察裂纹的位置及扩展方式。
[0022]本专利技术具有以下有益效果：
[0023]本专利技术所述的电站厚壁部件用高温合金热疲劳性能的测试方法在具体操作时，设计专门的高温合金热厚壁疲劳试样夹具，同时在高温合金厚壁热疲劳试样制作中心孔及V型槽，然后进行高温合金热疲劳试验，分析厚壁部件用高温合金的热疲劳裂纹产生的位置和扩展方式，可以更准确的获得高温合金厚壁部件在调峰工况下热疲劳性能。
附图说明
[0024]图1为本专利技术的流程图；
[0025]图2a为高温合金厚壁热疲劳试样的结构图；
[0026]图2b为高温合金厚壁热疲劳试样的截面图；
[0027]图3为高温合金热厚壁疲劳试样夹具的结构图。
具体实施方式
[0028]为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，不是全部的实施例，而并非要限制本专利技术公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要的混淆本专利技术公开的概念。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。
[0029]在附图中示出了根据本专利技术公开实施例的结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
[0030]实施例一
[0031]本专利技术所述的电站厚壁部件用高温合金热疲劳性能测试方法包括以下步骤：
[0032]1)制备并安装高温合金厚壁热疲劳试样；
[0033]步骤1)的具体过程为：
[0034]11)所述高温合金厚壁热疲劳试样为圆盘式，直径为20
‑
30cm，厚度为5
‑
10mm，圆心加工有中心孔，所述中心孔的直径为Φ2mm，外壁上加工有V型槽，V型槽的角度为60
°
，深度为2mm；
[0035]12)制备高温合金热厚壁疲劳试样夹具，所述高温合金热厚壁疲劳试样夹具上设置有圆柱型凹槽，其中，所述圆柱型凹槽的直径与高温合金厚壁热疲劳试样的直径一致；
[0036]13)将高温合金厚壁热疲劳试样安装于所述高温合金热厚壁疲劳试样夹具上，使用固定插销固定。
[0037]2)确定调峰工况下高温合金热疲劳试验的试验参数；
[0038]其中，最高温度为650
‑
700℃，最低温度为550℃，加热时间为30
‑
60min，保温时间为30min，冷却时间为60
‑
90min。
[0039]3)开展本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电站厚壁部件用高温合金热疲劳性能测试方法，其特征在于，包括以下步骤：1)取高温合金热厚壁疲劳试样夹具，将高温合金厚壁热疲劳试样安装于高温合金热厚壁疲劳试样夹具上，其中，所述高温合金厚壁热疲劳试样的圆心处加工有中心孔，高温合金厚壁热疲劳试样的外壁上加工有V型槽；2)确定调峰工况下高温合金热疲劳试验的试验参数；3)根据确定得到的试验参数进行高温合金热疲劳试验；4)拆卸高温合金厚壁热疲劳试样，对高温合金厚壁热疲劳试样进行处理，并观察分析高温合金厚壁热疲劳试样上的疲劳裂纹。2.根据权利要求1所述的电站厚壁部件用高温合金热疲劳性能测试方法，其特征在于，所述高温合金厚壁热疲劳试样为圆盘式结构，高温合金厚壁热疲劳试样的圆心处加工有中心孔，高温合金厚壁热疲劳试样的外壁上加工有V型槽。3.根据权利要求1所述的电站厚壁部件用高温合金热疲劳性能测试方法，其特征在于，所述高温合金热厚壁疲劳试样夹具上设置有圆柱型凹槽，其中，所述圆柱型凹槽的直径与高温合金厚壁热疲劳试样的直径一致。4.根据权利要求3所述的电站厚壁部件用高温合金热疲劳性能测试方法，其特征在于，所述高温合金厚壁热疲劳试样插入于所述圆柱型凹槽内，且高温合金厚壁热疲劳试样的两侧均设置有固定插销，其中，固定插销插入于所述高温合金热厚壁疲劳试样夹具内。5.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：田晓，徐慧，梁碧珂，李芳草，杨宇博，姚林，
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：