2022電站鍋爐主要承壓部件壽命評(píng)估技術(shù)導(dǎo)則

$$%&?(fiü+fl§?01fi?4犜犜目 次前言 Ⅰ１范圍 １２規(guī)范性引用文件 １３術(shù)語和定義 １４縮略語 ２５壽命評(píng)估前準(zhǔn)備 ２６壽命評(píng)估條件７壽命評(píng)估程序８壽命評(píng)估方法

……………３……………４……………５９壽命評(píng)估報(bào)告 附錄Ａ資料性）電站鍋爐承壓部件的主要損傷模式 附錄Ｂ資料性）電站鍋爐常用耐熱鋼在不同狀態(tài)下的犿值 ２附錄Ｃ資料性）電站鍋爐常用耐熱鋼的低周疲勞參數(shù) 電站鍋爐主要承壓部件壽命評(píng)估技術(shù)導(dǎo)則１范圍本文件規(guī)定了電站鍋爐主要承壓部件壽命評(píng)估的內(nèi)容確立了壽命評(píng)估的程序描述了壽命評(píng)估的方法規(guī)定了壽命評(píng)估報(bào)告的內(nèi)容。本文件適用于在用電站鍋爐承壓部件的壽命評(píng)估。本文件不適用于存在超標(biāo)缺陷電站鍋爐承壓部件的壽命評(píng)估。２規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中注日期的引用文件僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件不注日期的引用文件其最新版本包括所有的修改單適用于本文件。金屬材料單軸拉伸蠕變?cè)囼?yàn)方法金屬材料軸向等輻低循環(huán)疲勞試驗(yàn)方法水管鍋爐第４部分受壓元件強(qiáng)度計(jì)算２０２１鍋爐及壓力容器規(guī)范第三卷第一冊(cè)分卷高溫一級(jí)部件＆３術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。１

疲勞材料或部件在循環(huán)應(yīng)力或應(yīng)變作用下在某點(diǎn)或某些點(diǎn)逐漸產(chǎn)生局部的累積損傷經(jīng)一定循環(huán)次數(shù)后形成裂紋或繼續(xù)擴(kuò)展直至完全斷裂的現(xiàn)象。２３４５

低周疲勞在局部循環(huán)塑性應(yīng)變作用下循環(huán)周次一般低于５次循環(huán)的疲勞。蠕變狆在一定的溫度下金屬材料或機(jī)械部件在長(zhǎng)時(shí)間的恒定應(yīng)力作用下發(fā)生緩慢塑性變形的現(xiàn)象。持久強(qiáng)度材料在規(guī)定的蠕變斷裂條件一定的溫度和規(guī)定的時(shí)間下保持不失效的最大承載應(yīng)力。腐蝕材料與環(huán)境之間的化學(xué)或電化學(xué)反應(yīng)。１６７

磨損由于摩擦而導(dǎo)致的金屬表面的損傷。剩余壽命承壓部件在服役條件下能夠保障繼續(xù)安全運(yùn)行的剩余時(shí)間或疲勞循環(huán)次數(shù)。４縮略語下列縮略語適用于本文件。計(jì)算流體力學(xué)有限元分析無損檢測(cè)數(shù)值傳熱學(xué)５壽命評(píng)估前準(zhǔn)備１基本資料采集１電站鍋爐承壓部件設(shè)計(jì)資料包括制造單位信息爐型設(shè)計(jì)依據(jù)部件材料質(zhì)量證明文件及其力學(xué)性能試驗(yàn)報(bào)告制造工藝文件結(jié)構(gòu)圖紙強(qiáng)度計(jì)算書管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)資料等。２電站鍋爐承壓部件出廠質(zhì)量證明書檢驗(yàn)報(bào)告或記錄等。３電站鍋爐安裝資料重要安裝焊口的工藝檢查資料主要缺陷的處理記錄高溫蒸汽管道安裝的預(yù)拉緊記錄等。４電站鍋爐運(yùn)行資料包括機(jī)組投運(yùn)時(shí)間累計(jì)運(yùn)行小時(shí)數(shù)等。５電站鍋爐典型的負(fù)荷記錄或代表日負(fù)荷曲線調(diào)峰運(yùn)行方式等。６電站鍋爐冷態(tài)啟動(dòng)溫態(tài)啟動(dòng)熱態(tài)啟動(dòng)極熱態(tài)啟動(dòng)以及滑參數(shù)停機(jī)正常停機(jī)異常停機(jī)次數(shù)等。７電站鍋爐歷次事故和事故分析報(bào)告。８電站鍋爐運(yùn)行記錄包括承壓部件實(shí)際運(yùn)行的溫度壓力及其波動(dòng)范圍是否有長(zhǎng)時(shí)間超設(shè)計(jì)參數(shù)溫度壓力等運(yùn)行等。９電站鍋爐歷年可靠性統(tǒng)計(jì)資料。電站鍋爐承壓部件維修與更換記錄。１ 電站鍋爐歷次檢修檢查記錄包括部件內(nèi)外觀檢查幾何尺寸測(cè)定材料成分分析金相檢查硬度測(cè)量蠕脹測(cè)量腐蝕磨損狀況檢查和部件的支吊系統(tǒng)檢查等記錄。歷次檢驗(yàn)報(bào)告。電站鍋爐未來的運(yùn)行計(jì)劃。２損傷模式電站鍋爐各承壓部件主要損傷模式見附錄根據(jù)部件的主要損傷模式選擇適用的壽命評(píng)估方法。３壽命評(píng)估所需要的各項(xiàng)數(shù)據(jù)以及獲得方式１壽命評(píng)估所需材料性能數(shù)據(jù)１力學(xué)性能包括常溫和工作溫度下的拉伸與沖擊性能低周疲勞或疲勞蠕變交互作用特性韌２脆轉(zhuǎn)變溫度硬度持久強(qiáng)度蠕變極限等。２物理性能包括彈性模量泊松比線膨脹系數(shù)比熱容熱導(dǎo)率等。３化學(xué)性能包括氧化速率腐蝕速率等。４微觀組織包括球化或老化級(jí)別裂紋石墨化級(jí)別等對(duì)于高鉻的馬氏體奧氏體耐熱鋼必要時(shí)應(yīng)增加馬氏體板條位錯(cuò)及第二相析出等的透鏡檢查。２材料性能數(shù)據(jù)的獲得１在條件許可的情況下應(yīng)在部件服役條件最苛刻的部位取樣進(jìn)行相關(guān)的材料性能試驗(yàn)。２若直接在部件上取樣有困難可選用與部件材料牌號(hào)相同工藝相同保證微觀組織和硬度范圍的一致性的原材料進(jìn)行試驗(yàn)至少有一組試驗(yàn)應(yīng)在與部件工作溫度相同的溫度下進(jìn)行。３如在短時(shí)間內(nèi)不能取得實(shí)際試驗(yàn)數(shù)據(jù)可參考相同牌號(hào)相同狀態(tài)材料已積累的數(shù)據(jù)的下限值。４若以上條件不具備時(shí)可采用微試樣法來獲得材料性能數(shù)據(jù)。３承壓部件高應(yīng)力危險(xiǎn)部位應(yīng)力分析１管道受力分析時(shí)應(yīng)依據(jù)管道目前的支吊狀況及有關(guān)管系設(shè)計(jì)安裝原始資料對(duì)管系進(jìn)行應(yīng)力分析找出其最大受力部位并確定其應(yīng)力水平尤其是管系中彎頭承受的附加應(yīng)力。２鍋爐鍋筒和汽水分離器的應(yīng)力分析應(yīng)考慮到承壓產(chǎn)生的應(yīng)力熱應(yīng)力和彎曲應(yīng)力此外還應(yīng)考慮筒體角變形焊縫錯(cuò)邊和筒體不圓度引起的應(yīng)力集中及下降管接管座角焊縫處的應(yīng)力集中。３高溫管道三通和集箱主要計(jì)算承壓產(chǎn)生的應(yīng)力及熱應(yīng)力但應(yīng)考慮接管開孔處的應(yīng)力集中。４對(duì)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的焊接部件應(yīng)考慮焊接殘余應(yīng)力的影響。４應(yīng)力水平的獲得１按照進(jìn)行應(yīng)力計(jì)算。２對(duì)復(fù)雜結(jié)構(gòu)和復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)的承壓部件也可采用進(jìn)行應(yīng)力分析。３采用應(yīng)力應(yīng)變測(cè)量裝置對(duì)監(jiān)測(cè)部位進(jìn)行實(shí)際測(cè)量。５確定承壓部件金屬壁溫的考慮因素１鍋筒三通集箱和管道沿壁厚方向溫度分布的不均勻性。２高溫集箱沿長(zhǎng)度方向溫度分布的不均勻性。３過熱器再熱器管子管外煙氣速度溫度分布和管內(nèi)蒸汽速度溫度分布的不均勻性。６金屬壁溫的獲得１采用成熟的傳熱公式進(jìn)行金屬壁溫計(jì)算。２在應(yīng)用合理的數(shù)學(xué)物理模型的基礎(chǔ)上采用數(shù)值分析法來確定金屬壁溫。３通過布置在承壓部件外壁的測(cè)溫裝置如熱電偶直接測(cè)量承壓部件金屬壁溫對(duì)爐內(nèi)過熱器、再熱器管在布置測(cè)溫裝置時(shí)應(yīng)考慮管子內(nèi)外壁氧化層對(duì)測(cè)量精度的影響以及飛灰磨損和煙氣腐蝕而引起的測(cè)溫裝置的脫落或失效。４采用紅外熱像儀非接觸式測(cè)量金屬壁溫。６壽命評(píng)估條件１電站鍋爐承壓部件運(yùn)行時(shí)間不少于年或萬以先到為準(zhǔn)時(shí)應(yīng)進(jìn)行壽命評(píng)估。３２對(duì)于曾提高參數(shù)相對(duì)于設(shè)計(jì)參數(shù)運(yùn)行的電站鍋爐主要承壓部件以及采用高合金馬氏體鋼的主蒸汽管道再熱蒸汽管道熱段集箱等部件進(jìn)行壽命評(píng)估的運(yùn)行時(shí)間應(yīng)適當(dāng)提前。３對(duì)超過規(guī)定允許啟停次數(shù)或啟停頻繁以及參與調(diào)峰的鍋爐應(yīng)對(duì)鍋筒汽水分離器進(jìn)行低周疲勞壽命評(píng)估對(duì)高溫蒸汽管道和高溫集箱進(jìn)行疲勞蠕變壽命評(píng)估。４主蒸汽管道再熱蒸汽管道熱段鍋筒集箱的實(shí)測(cè)壁厚小于按照計(jì)算得到的理論計(jì)算壁厚時(shí)應(yīng)進(jìn)行壽命評(píng)估。５主蒸汽管道再熱蒸汽管道熱段高溫集箱存在以下情況之一時(shí)應(yīng)進(jìn)行壽命評(píng)估：組織老化如球化石墨化以及析出相種類尺寸分布異常等程度較為嚴(yán)重；蠕變相對(duì)變形量或蠕變速率較大；ｃ）硬度異常。６對(duì)腐蝕磨損速率較大的受熱面管子應(yīng)進(jìn)行壽命評(píng)估。７根據(jù)電站鍋爐承壓部件的檢驗(yàn)結(jié)果檢驗(yàn)人員或使用單位認(rèn)為有必要進(jìn)行壽命評(píng)估時(shí)應(yīng)進(jìn)行壽命評(píng)估。７壽命評(píng)估程序１通用程序電站鍋爐主要承壓部件壽命評(píng)估的通用程序見圖。圖１電站鍋爐承壓部件壽命評(píng)估通用程序２三級(jí)評(píng)估１Ⅰ級(jí)評(píng)估壽命的初步評(píng)估。通過審查電站鍋爐的設(shè)計(jì)制造安裝運(yùn)行歷次檢修及對(duì)主要承壓部件的檢驗(yàn)與測(cè)試記錄事故情況更新改造等資料來確定承壓部件的壽命。２Ⅱ級(jí)評(píng)估壽命的較精確評(píng)估。通過對(duì)承壓部件的當(dāng)前狀態(tài)進(jìn)行初步檢查用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算應(yīng)力測(cè)量尺寸和運(yùn)行工況等來取得Ⅱ級(jí)評(píng)估所需要的數(shù)據(jù)。當(dāng)承壓部件已運(yùn)行時(shí)間超出Ⅰ級(jí)評(píng)估確定４的壽命時(shí)應(yīng)進(jìn)行Ⅱ級(jí)評(píng)估。３Ⅲ級(jí)評(píng)估壽命的精確評(píng)估。通過對(duì)承壓部件的應(yīng)力進(jìn)行或?qū)嶋H測(cè)量并取樣對(duì)材料特性進(jìn)行測(cè)量。當(dāng)承壓部件已運(yùn)行時(shí)間超出Ⅱ級(jí)評(píng)估確定的壽命時(shí)應(yīng)進(jìn)行Ⅲ級(jí)評(píng)估。４三級(jí)評(píng)估需要的資料見表。表１三級(jí)評(píng)估所需資料所需資料Ⅰ級(jí)評(píng)估Ⅱ級(jí)評(píng)估Ⅲ級(jí)評(píng)估設(shè)計(jì)制造和安裝資料電廠及制造廠資料電廠及制造廠資料電廠及制造廠資料運(yùn)行歷程電廠記錄電廠記錄電廠記錄事故維修記錄電廠記錄電廠記錄電廠記錄溫度和壓力設(shè)計(jì)或?qū)嶋H運(yùn)行值實(shí)際運(yùn)行或測(cè)量值實(shí)際運(yùn)行或測(cè)量值運(yùn)行工況運(yùn)行記錄或額定參數(shù)運(yùn)行記錄運(yùn)行記錄蠕變測(cè)量數(shù)據(jù)檢修記錄檢修記錄檢修記錄部件幾何尺寸設(shè)計(jì)制造資料測(cè)量值測(cè)量值無損探傷檢測(cè)檢測(cè)檢測(cè)是否取樣否否是微觀組織不檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)復(fù)型金相現(xiàn)場(chǎng)復(fù)型＋實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)不可取樣的部件除外）硬度不檢測(cè)檢測(cè)檢測(cè)材料特性查閱資料取最低值查閱資料取最低值試驗(yàn)測(cè)定取最低值不可取樣的部件除外）８壽命評(píng)估方法１蠕變損傷壽命評(píng)估１等溫線外推法１適用于以上碳鋼合金鋼的受熱面管管道及集箱的蠕變壽命評(píng)估。在使用中應(yīng)結(jié)合部件材料微觀組織的老化特征進(jìn)行壽命評(píng)估。２選擇與部件工作溫度相同的溫度按進(jìn)行材料的持久斷裂試驗(yàn)。３按公式對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)應(yīng)力斷裂時(shí)間用最小二乘法進(jìn)行擬合作出材料的持久強(qiáng)度曲線見圖。式中：

σ犿 １）σ——試樣加載的應(yīng)力水平單位為兆帕犽——由試驗(yàn)確定的材料系數(shù)；ｒ——斷裂時(shí)間單位為小時(shí)犿——由試驗(yàn)確定的材料指數(shù)。５圖２材料的持久強(qiáng)度曲線４電站鍋爐常用耐熱鋼在不同狀態(tài)下的犿值見附錄。５按公式外推材料某一規(guī)定時(shí)間的持久強(qiáng)度σ時(shí)外推的規(guī)定時(shí)間應(yīng)小于最長(zhǎng)試驗(yàn)點(diǎn)時(shí)間的倍。對(duì)于鋼根據(jù)實(shí)際條件外推的規(guī)定時(shí)間宜小于最長(zhǎng)試驗(yàn)點(diǎn)時(shí)間３倍。６確定部件工作條件下的最大應(yīng)力部位及最大應(yīng)力。７按公式計(jì)算斷裂時(shí)間。式中：

ｒ４

４５４

…………（２）４５——分別為某一溫度下１萬ｈ和萬ｈ的持久強(qiáng)度單位為兆帕；狀 ——安全系數(shù)按中值線時(shí)狀取按下限線時(shí)狀取。見圖。狀８累積蠕變損傷的計(jì)算按每一溫度應(yīng)力等級(jí)分別計(jì)算每一損傷單元這些損傷的總和達(dá)到１時(shí)承壓部件失效。累積蠕變損傷１按公式計(jì)算。狀犇＝∑犻

…………（３）式中：

１ 犻犻——承壓部件在第犻種應(yīng)力與溫度下的運(yùn)行時(shí)間；犻——承壓部件在第犻種應(yīng)力與溫度下的蠕變斷裂時(shí)間。２犕參數(shù)法１適用于以上碳鋼合金鋼的受熱面管管道及集箱的蠕變壽命評(píng)估犕參數(shù)是時(shí)間和溫度二者相結(jié)合的參數(shù)以犘表示按公式計(jì)算。犘犜犆） ４）式中：犜——試驗(yàn)溫度單位為開爾文犆——材料常數(shù)；ｒ——斷裂時(shí)間單位為小時(shí)。２確定材料的犕參數(shù)選部件工作溫度及其附近共３個(gè)溫度在每一溫度下至少進(jìn)行４個(gè)應(yīng)６力水平下的持久斷裂試驗(yàn)。按公式對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行多元線性回歸處理求解出犆值：ｒ＝０σσσ犜犆 ５）式中：０１２３４——擬合系數(shù)。依據(jù)擬合出的公式繪制犘σ曲線。３２鋼的犕參數(shù)犘按公式計(jì)算。犘犜） ６）２鋼的犘σ曲線見圖。圖鋼的犘曲線４Ｖ鋼的犕參數(shù)犘按公式計(jì)算。犘犜２） ７）Ｖ鋼的犘σ曲線見圖。圖鋼的犘曲線５鋼的犕參數(shù)犘按公式計(jì)算。犘犜） ８）鋼的犘σ曲線見圖。７圖鋼的犘曲線６鋼的犕參數(shù)犘按公式計(jì)算。犘犜） ９）鋼的犘σ曲線見圖。圖鋼的犘曲線７鋼的犕參數(shù)犘按公式計(jì)算。犘犜） ０）鋼的犘σ曲線見圖。８圖鋼的犘曲線８１鋼的犕參數(shù)犘按公式１計(jì)算。犘犜） …………１）１鋼的犘σ曲線見圖。圖鋼的犘曲線９鋼的犕參數(shù)犘按公式計(jì)算。犘犜） ２）鋼的犘σ曲線見圖。９圖鋼的犘曲線１Ｎ異種鋼焊接接頭的犕參數(shù)犘按公式計(jì)算。犘犜） ３）１Ｎ異種鋼焊接接頭的犘σ曲線見圖。圖異種鋼焊接接頭的犘曲線１ 確定部件工作條件下的最大應(yīng)力部位及最大應(yīng)力。從σ曲線上查得部件最大應(yīng)力對(duì)應(yīng)的犕參數(shù)犘。按公式或公式或公式或公式或公式或公式或公式１或公式或公式確定部件蠕變斷裂壽命。１０３θ法１適用于以上碳鋼合金鋼的管道的蠕變壽命評(píng)估。２用一組試樣在不同溫度不同應(yīng)力水平下按進(jìn)行蠕變斷裂試驗(yàn)獲得各試樣在某一溫度應(yīng)力下的蠕變曲線見圖。）典型曲線一 ）典型曲線二圖１ 典型的蠕變曲線３按公式擬合試驗(yàn)條件下的蠕變曲線見圖１求解每一試樣蠕變方程中的犻、。式中：ε ——蠕變應(yīng)變

ε１狋３狋） ４）１３——蠕變第一階段和第三階段的蠕變應(yīng)變參數(shù)１３與應(yīng)力的關(guān)系見圖；２４——蠕變第一階段和第三階段的蠕變曲線的速率參數(shù)２４與應(yīng)力的關(guān)系見圖；狋 ——蠕變時(shí)間單位為小時(shí)。圖與應(yīng)力的關(guān)系１圖與應(yīng)力的關(guān)系４按公式求出試驗(yàn)條件下的犻犻犻犻：犻犻σ犜犜 ５）式中：犜 ——試驗(yàn)溫度單位為開爾文犻犻犻和犻——與應(yīng)力溫度有關(guān)的系數(shù)。５根據(jù)求解的犻犻犻犻將所要預(yù)測(cè)部件的溫度犜和應(yīng)力代入公式中求出實(shí)際部件的犻。６將實(shí)際的溫度應(yīng)力下的犻代入公式確定所要評(píng)定的蒸汽管道在其服役條件溫度應(yīng)力下的材料蠕變曲線。７給定一個(gè)蠕變應(yīng)變值按公式即可確定對(duì)應(yīng)于這個(gè)給定值的蠕變壽命。４犆射影法１在主蒸汽管道和再熱蒸汽管道熱段的最高溫度高應(yīng)力截面初始橢圓度大的彎管和管壁最薄處安裝蠕變測(cè)點(diǎn)準(zhǔn)確測(cè)量直管截面蠕變應(yīng)變犻犻或彎管的橢圓度犻犻犖犻為測(cè)量次數(shù)。２待測(cè)得的蠕變數(shù)據(jù)達(dá)６次及以上犖且數(shù)據(jù)測(cè)量的時(shí)間跨度超過萬并含有蠕變第三階段的變形特征之后整理出直管的犻犻或彎管的犻犻。將整理好的犻犻或犻犻數(shù)據(jù)按公式計(jì)算出系數(shù)犼式中：ε——蠕變應(yīng)變，％；

ε犻＝ 犼

…………（１６）——評(píng)估截面的Ｃ射影系數(shù)與材料和運(yùn)行工況有關(guān)；狋——運(yùn)行時(shí)間單位為小時(shí)對(duì)于彎管按公式的蠕變應(yīng)變?chǔ)盘鎿Q為彎管截面的橢圓度犲進(jìn)行計(jì)算。３狋等于時(shí)按公式計(jì)算相應(yīng)蠕變量值的條件壽命時(shí)間。１２狋 ０ …………（１７）狋－ 犼?duì)隊(duì)辏剑翱纱_定所測(cè)量截面的條件蠕變壽命狋。２疲勞損傷壽命評(píng)估１確定材料的壽命設(shè)計(jì)疲勞曲線１材料的虛擬應(yīng)力幅壽命曲線按公式確定：ｑ犫犮 ８）式中：虛擬應(yīng)力幅單位為兆帕ｆ——疲勞強(qiáng)度系數(shù)單位為兆帕；ｆ——疲勞循環(huán)次數(shù)；犫——疲勞強(qiáng)度指數(shù)；犈——材料的彈性模量單位為兆帕ｆ——疲勞延性系數(shù)；犮——疲勞延性指數(shù)。２如果沒有材料的低周疲勞試驗(yàn)結(jié)果則可按公式確定ｑ：ｑ犚ｍ２６６ ９）式中：犚ｍ——材料的抗拉強(qiáng)度單位為兆帕。ｆ——材料斷裂真應(yīng)變ｎψ ——材料的斷面收縮率３對(duì)虛擬應(yīng)力幅壽命曲線進(jìn)行平均應(yīng)力修正按公式確定：犚ｍ ｑ犚ｍＬ）犚ｍ 式中：ａ——平均應(yīng)力修正后的虛擬應(yīng)力幅單位為兆帕；——材料的屈服強(qiáng)度單位為兆帕。４鍋筒的低周疲勞設(shè)計(jì)曲線見圖。１３圖鍋筒的疲勞設(shè)計(jì)曲線５溫度不超過的碳鋼低合金鋼的設(shè)計(jì)疲勞曲線見圖。圖溫度不超過的碳鋼、低合金鋼的設(shè)計(jì)疲勞曲線１４６溫度不超過和應(yīng)力幅ａ的奧氏體不銹鋼的設(shè)計(jì)疲勞曲線見圖。圖溫度不超過和應(yīng)力幅犪的奧氏體不銹鋼的設(shè)計(jì)疲勞曲線２確定材料的壽命設(shè)計(jì)疲勞壽命曲線１按進(jìn)行材料的低循環(huán)疲勞試驗(yàn)。２按公式回歸材料的低周疲勞曲線：ａ＝εｅｐ犫犮 １）２ 犈式中：ａ——總應(yīng)變幅；ε——應(yīng)變范圍；ｅ——彈性應(yīng)變幅ｐ——塑性應(yīng)變幅；ｆ——疲勞強(qiáng)度系數(shù)單位為兆帕；犈——材料的彈性模量單位為兆帕犫 ——疲勞強(qiáng)度指數(shù)；ｆ——疲勞延性系數(shù)；犮 ——疲勞延性指數(shù)；犖ｆ——裂紋萌生疲勞循環(huán)次數(shù)。３電站鍋爐常用耐熱鋼的疲勞試驗(yàn)曲線的參數(shù)見附錄。４在缺少ｆ曲線試驗(yàn)的情況下可按公式２確定材料的ｆ疲勞曲線。ａ＝ε犚ｍ…………２）２ 犈式中：犚ｍ——材料的抗拉強(qiáng)度單位為兆帕ｆ——材料斷裂真應(yīng)變ｎ１５ψ ——材料的斷面收縮率犈——材料的彈性模量單位為兆帕犖ｆ——裂紋萌生疲勞循環(huán)次數(shù)。５２鋼管的設(shè)計(jì)疲勞曲線見圖。圖鋼管的設(shè)計(jì)疲勞曲線６鋼的設(shè)計(jì)疲勞曲線見圖。圖鋼的設(shè)計(jì)疲勞曲線１６７鋼的設(shè)計(jì)疲勞曲線見圖。圖鋼的設(shè)計(jì)疲勞曲線８鋼的設(shè)計(jì)疲勞曲線見圖。圖鋼的設(shè)計(jì)疲勞曲線１７３危險(xiǎn)部位的應(yīng)力、應(yīng)變分析按對(duì)部件危險(xiǎn)部位的應(yīng)力進(jìn)行分析和計(jì)算按附錄Ｔ對(duì)危險(xiǎn)部位的應(yīng)變進(jìn)行計(jì)算和分析。４疲勞壽命估算按計(jì)算的應(yīng)力或應(yīng)變確定引起疲勞破壞的應(yīng)力幅或應(yīng)變范圍ａ然后由設(shè)計(jì)疲勞壽命曲線確定疲勞壽命。５安全系數(shù)公式的應(yīng)力幅或公式公式２的應(yīng)變幅取安全系數(shù)為計(jì)算得出低周疲勞壽命１；公式公式公式或公式２的壽命取安全系數(shù)計(jì)算得出低周疲勞壽命２鍋爐承壓部件的低周疲勞壽命按公式計(jì)算。ｆ＝１２） ３）將ｆ連成光滑曲線則為設(shè)計(jì)的疲勞壽命曲線。６疲勞壽命評(píng)估對(duì)只承受疲勞的鍋筒汽水分離器低溫集箱再熱蒸汽管道冷段給水管道等承壓部件采用線性累積疲勞損傷法則評(píng)估其損傷度２按公式計(jì)算。狀犇＝犻狀

…………（２４）式中：犻——犻種工況下實(shí)際循環(huán)周次

２ １犻犻——犻種工況下部件的疲勞壽命按確定。３蠕變交互作用下的壽命評(píng)估１對(duì)于承受疲勞蠕變交互作用下的高溫承壓部件如高溫蒸汽管道高溫過熱器集箱等部件采用線性累積損傷法則評(píng)估疲勞蠕變損傷計(jì)算值應(yīng)滿足公式。狀犻＋狀狀

犻≤犇 式中：

犻犻——承壓部件在第犻種應(yīng)力與溫度下的運(yùn)行時(shí)間；犻——承壓部件在第犻種應(yīng)力與溫度下的蠕變斷裂時(shí)間按確定；犻——犻種工況下實(shí)際循環(huán)周次；犻——犻種工況下部件的疲勞壽命按確定；犇——蠕變損傷界限值。２蠕變損傷界限值犇與疲勞蠕變損傷份額有關(guān)２Ｎ和等四種鍋爐鋼的疲勞蠕變交互作用曲線見圖。１８圖四種鍋爐鋼的疲勞蠕變交互作用曲線４磨損損傷壽命評(píng)估１壁厚實(shí)測(cè)法犎１根據(jù)不同時(shí)間間隔測(cè)得的金屬壁厚評(píng)估部件中不同位置的管壁減薄率犆按公式計(jì)算。犎式中：

犆＝犠１－犠２

…………（２６）——管壁減薄率單位為毫米每小時(shí)犠１——前一時(shí)期測(cè)得的金屬壁厚單位為毫米犠２——當(dāng)前測(cè)得的金屬壁厚單位為毫米犎——兩次測(cè)量的時(shí)間間隔單位為小時(shí)。狋＝２ ２選取評(píng)估部件中最大的管壁減薄率部件的剩余壽命狋＝２ 式中：

犠］犱犠）Ｊ）

…………（２７）——部件剩余壽命單位為小時(shí)犱 ——部件原始外徑單位為毫米犠 ——部件原始壁厚單位為毫米Ｊ——材料的基本許用應(yīng)力按確定單位為兆帕；狆 ——部件內(nèi)部壓力單位為兆帕。２壁厚估算法１由于條件限制無法測(cè)量金屬壁厚時(shí)管壁減薄量可按公式估算。１９式中：

犛犃犛——由于磨損造成的管壁減薄量單位為毫米犃——系數(shù)與溫度材料等有關(guān)在無法確定時(shí)可??；——管子已運(yùn)行時(shí)間單位為小時(shí)狀——系數(shù)與材料有關(guān)范圍在無法確定時(shí)可取。２按公式計(jì)算出部件的剩余壽命。５煙氣側(cè)腐蝕損傷壽命評(píng)估以煙氣側(cè)腐蝕損傷為主的電站鍋爐承壓部件宜按計(jì)算管壁減薄率確定部件的剩余壽命。６蠕變、煙氣側(cè)腐蝕和磨損共同作用下的承壓部件壽命評(píng)估１承受蠕變煙氣側(cè)腐蝕和磨損共同作用下的高溫承壓部件如過熱器和再熱器管子可按公式計(jì)算壽命。１ １犽＝ｒ＝犽－狀狀｝ ９?fàn)耄绞街校?/p>

犠－犠犠

…………（３０）——管壁減薄速率下的工作壽命單位為小時(shí)犽——管壁減薄速率單位為毫米每小時(shí)按公式計(jì)算；狀——應(yīng)力指數(shù)一般取ｒ——管壁不減薄下的蠕變斷裂時(shí)間參照確定單位為小時(shí)；犠——管壁初始厚度單位為毫米犠ｆ——管壁最終厚度單位為毫米——管子已運(yùn)行時(shí)間單位為小時(shí)。２高溫過熱器和再熱器管子的剩余壽命可按公式計(jì)算。９壽命評(píng)估報(bào)告壽命評(píng)估報(bào)告的主要內(nèi)容應(yīng)包括：電站鍋爐以及主要承壓部件概況包括機(jī)組和各承壓部件參數(shù)運(yùn)行情況事故情況檢修和檢驗(yàn)情況等；現(xiàn)狀檢查情況結(jié)合基本資料對(duì)各承壓部件進(jìn)行各項(xiàng)檢測(cè)并根據(jù)檢測(cè)試驗(yàn)結(jié)果提出承壓部件壽命評(píng)估意見；壽命評(píng)估采用的方法及結(jié)果分析包括材料性能數(shù)據(jù)應(yīng)力金屬壁溫等參數(shù)的獲得方式壽命評(píng)估采用的具體方法以及結(jié)果的綜合分析；ｄ）壽命評(píng)估結(jié)論意見；對(duì)電站鍋爐繼續(xù)使用的建議與監(jiān)督措施包括運(yùn)行方式參數(shù)限制重點(diǎn)監(jiān)督的部件及部位再次進(jìn)行壽命評(píng)定的預(yù)計(jì)時(shí)間等。２０附錄犃資料性）電站鍋爐承壓部件的主要損傷模式電站鍋爐承壓部件的主要損傷模式見表。表１電站鍋爐承壓部件的主要損傷模式部件名稱主要損傷模式蠕變疲勞蠕變與疲勞腐蝕磨損爐內(nèi)承壓部件水冷壁—√—√√省煤器—√—√√過熱器再熱器√√√√√爐外承壓部件鍋筒汽水分離器—√—√—過熱器集箱再熱器集箱√√√√—水冷壁集箱省煤器集箱—√—√—汽水管道主蒸汽管道再熱蒸汽熱段管道導(dǎo)汽管√√√——再熱蒸汽冷段管道主給水管道下降管—√—√—２１附錄犅資料性）電站鍋爐常用耐熱鋼在不同狀態(tài)下的犿值電站鍋爐常用耐熱鋼在不同狀態(tài)下的犿值見表。表１電站鍋爐常用耐熱鋼在不同狀態(tài)下的犿值材料材料制造國(guó)廠工作參數(shù)運(yùn)行時(shí)間ｈ試驗(yàn)溫度℃試樣數(shù)量個(gè)最長(zhǎng)試驗(yàn)點(diǎn)時(shí)間ｈ系數(shù)）指數(shù)犿）溫度℃壓力１２ＭＸ主蒸汽母管直管段蘇聯(lián)８８５５５主蒸汽母管彎管段６＞６００１９主蒸汽母管直管縱向９１５０６５６主蒸汽母管彎管縱向４０６０主蒸汽母管彎管橫向９１０６３４１１２ＭＸ原始段蘇聯(lián)８０９８４７主蒸汽管監(jiān)督段縱向１０４８２０主蒸汽管監(jiān)督段橫向７６２４主蒸汽管監(jiān)督段焊縫８４８８３８主蒸汽母管彎頭９０３２９８１８２２主蒸汽母管直管段１３７０１０７２２１２ＭＸ主蒸汽管彎管外弧縱向蘇聯(lián)９９９６９８主蒸汽管彎管外弧橫向８５８４主蒸汽變管外弧橫向７５６３０主蒸汽管段直段橫向１０７６９０主蒸汽管直管段捷克４１２５００７１９３主蒸汽管焊縫———８９１主蒸汽管彎管４１６５００９５５７５主蒸汽管監(jiān)督段縱向８１４２主蒸汽監(jiān)督段橫向６１６２主蒸汽管焊縫１０４１２主蒸汽彎管縱向１０２５４９主蒸汽監(jiān)督段西德８８３９３９７主蒸汽管焊縫８８５５４２表１電站鍋爐常用耐熱鋼在不同狀態(tài)下的犿值續(xù)）材料材料制造國(guó)廠工作參數(shù)運(yùn)行時(shí)間ｈ試驗(yàn)溫度℃試樣數(shù)量個(gè)最長(zhǎng)試驗(yàn)點(diǎn)時(shí)間ｈ系數(shù)）指數(shù)犿）溫度℃壓力主蒸汽監(jiān)督段西德８５４６＞１０００７２６＞１０００９３主蒸汽直管段西德８１０１６５２９２４５主蒸汽彎管段１０８４４４主蒸汽母管西德８５８２７２１０主蒸汽管焊縫９８５０５１Ｖ主蒸汽管道監(jiān)督段蘇聯(lián)８５４８４９１２＞７０７１６４１０６００２０７０７１０１主蒸汽管監(jiān)督段蘇聯(lián)８９０００７４５１７５８主蒸汽管彎頭１０６０８３１７爐側(cè)主蒸汽管道８６２６５機(jī)側(cè)主蒸汽管道７２５２Ｖ主蒸汽管監(jiān)督段蘇聯(lián)８９２２１６７３１２主蒸汽管監(jiān)督段蘇聯(lián)８７１０３９５５４主蒸汽管焊縫８９１０原始段日本川崎鋼鐵公司——０６６１６４７０５０４８１６８４２７２０鋼管原始段心部西德——０１０４９５原始段外壁