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          不銹鋼鍋爐管持久強度的計算公式及其與不銹鋼材質、應力、爬行時間的關聯

          文章作者:admin 人氣: 發表時間:2021-09-13 09:36:38

          不銹鋼管的持續強度是指定工作期間引起蠕變破壞的應力,常用σd表示。這種強度特性反映了破壞問題。爬行限制不反映變形問題。對于鍋爐不銹鋼管來說,沒有精密的配合,不銹鋼管失效的形式主要是破壞而不是變形,因此用持久強度計算不銹鋼鍋爐管的強度是合理的。

          不銹鋼管在蠕變條件下,應力大時,蠕變快。相反,如果加入的應力小,則破壞遲緩。應力與蠕變破壞的時間更好地符合以下功能關系:

          ta=bσ-m。

          式中:tu-蠕變破壞的時間

          σ-應力;

          b、m-與不銹鋼材質和溫度有關的常數。以lgσ-lgtata為坐標,獲得的直線關系。試驗時對各種不銹鋼鍋爐管施加的應力較大,在短時間內破壞,伸長上述直線,可以要求10萬小時蠕變破壞應力-持續強度等指定工作期限。

          應該指出,在某些情況下(如果測試溫度不高),上述直線可能會顯示折點并變成折點。折點兩側開裂性質不同。此時,直線延伸應謹慎。有時不僅僅是折點。試驗時間應盡可能長。蘇聯l996年鍋爐不銹鋼管強度計算標準規定試驗時間在7000小時以上。目前,一般來說,試驗時間不應小于工作期限的十分之一,即一萬小時。

          試驗時間是工作期間的十分之一,利用延伸法尋求的持續強度完全可靠嗎?根據更長的試驗時間(例如11年)的收入結果,不銹鋼鍋爐管的實際耐久性比延伸法的收入值低得多。這說明,高溫強度特性的確定尚須進行大量工作。但長期以來直至目前廣為應用的不銹鋼鍋爐管強度計算方法:利用延伸法得出的持久強度除以必要的安全系數(1.5或更大些),已經受了超過指定工作期限(10萬小時)的運行考驗。當然,這不等于說,  目前作法是完美的。今后,在高溫強度特性方面進行更細致的工作之后,會使不銹鋼鍋爐管的強度計算建立在更嚴格的科學基礎之上。

          1952年拉爾遜(F.R.Larson)和密勒(J.Miller)提出了確定高溫強度的參數法,受到各國的廣泛重視,引用了很多文獻和手冊,我國也經常用這種方法分析高溫試驗結果。根據這種方法,可以通過數百小時的短時間測試尋求持續強度。

          根據一些測試結果和數據分析,拉爾遜和密爾頓發現,對于某種應力,絕對溫度y和破壞的時間t有以下關系

          t(c1gt)=常數式中:t-與不銹鋼材質相關的常數。根據珠光體鋼的不同,c值在18~22之間,取c=20

          誤差不超過±10%。

          t(clg-c)被稱為拉爾遜一密勒參數。以下方法可以利用該參數關系確定持續強度

          取一系列應力值對應各應力,選擇比工作溫度高50~100℃的試驗溫度:進行持續強度試驗。這樣,試件可以在短時間內被破壞,從而獲得被破壞的時間t值。將溫度和時間代替上式,獲得一系列上述參數,各應力值得相應的參數,將其關系連接到圖3-9的下半部。然后,對應橫坐標的參數值,如。

          T=(2011g,)=17。X。103,=10,10,10,...小時,代入上式,獲得相應的2=407,435,...℃。另外,對于另一個參數值,進行同樣的換算,按順序進行,可以得到圖3-9的上半部分的關系。圖3-9給出的是12Cr1MoV耐熱鋼的參數圖。按圖可以很方便地求出不同深度下對應不同指定工作期限的持久強度。

              利用拉爾遜一密勒參數可以很容易地推算出超溫后不銹鋼鍋爐管壽命的降低程度,詳見§6-3。

              應該指出,蠕變限與持久強度并不總成正比關系,有時在相同溫度條件下,蠕變限高的不銹鋼鍋爐管具有較低的持久強度。http://www.hstgss.com/show.aspid=525。



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