陈家佳, 纪冬梅, 戴 晨

(上海电力学院 能源与机械工程学院, 上海 200090)

随着经济的快速发展,各行业对电力的需求不断增加,迫使电力行业不断提高热效率,如提高机组初始蒸汽参数等。但随着机组初始蒸汽参数的提高,水冷壁、省煤器管、再热器管和过热器管(统称“四管”)在超临界、超(超)临界机组运行过程中很容易产生裂纹和砂眼,导致管材的爆裂。因此,“四管”的安全性成了高参数机组安全运行的重要影响因素。设备的安全性涉及到6个层次的系统工程,即:材料、组件、设备、子系统、系统和整机[1]。其中,材料的安全性是最基础,也是最重要的。

为了适应生产中的不同要求,改善材料的高温性能至关重要,因此耐热钢的发展极为迅速。从早期的低碳钢、低合金钢单组分到高合金耐热钢,耐热钢的成分变得越来越复杂[2-3]。目前,常用的耐热钢主要有珠光体型低合金热轧钢、马氏体热轧钢、阀钢、铁素体耐热钢、奥氏体耐热钢等[4]。

耐热钢的使用在常温和高温下有较大差异,因此其可靠性,以及在蠕变疲劳相互作用下的寿命十分值得关注。本文对蠕变、疲劳或相互作用下,耐热钢寿命预测方法和模型的研究现状进行了总结和分析。

耐热钢的蠕变疲劳寿命预测模型有很多种。根据材料的种类、加载方式、试验条件的不同,适用于不同的寿命预测模型。

现有的基于损伤力学角度的模型主要有:连续损伤力学法[5-7]、线性累积损伤法[8-9]、延性耗损法[10]、Manson-Coffin方程[11-13]、应变幅分割法[14]等。……