2024電站鍋爐管內壓蠕變試驗方法

電站鍋爐管內壓蠕變試驗方法目 次前 言 II范圍 3規(guī)范性引用文件 3符號、術語和定義 3試驗原理 4試驗設備與儀器 4試樣 6安全 7試驗步驟 7試驗結果處理 8試驗報告 9IPAGEPAGE3電站鍋爐管內壓蠕變試驗方法范圍本文件規(guī)定了電站鍋爐管內壓蠕變試驗設備、試樣、試驗步驟、試驗結果處理、試驗報告等基本要求。本文件適用于外徑不大于108mm的鍋爐管內壓蠕變試驗，其他高溫承壓工件的內壓蠕變試驗可參照本文件。規(guī)范性引用文件（包括所有的修改單適用于本文件。GB/T2039 金屬材料單軸拉伸蠕變試驗方法GB/T16507.44部分：受壓元件強度計算GB/T21389 游標、帶表和數顯卡尺TSG23 氣瓶安全技術規(guī)程TSGZF001 安全閥安全技術監(jiān)察規(guī)程DL/T869 火力發(fā)電廠焊接技術規(guī)程JJG49 彈性元件式精密壓力表和真空表檢定規(guī)程JJG141 工作用貴金屬熱電偶檢定規(guī)程JJG276 高溫蠕變、持久強度試驗機檢定規(guī)程JJG351 工作用廉金屬熱電偶檢定規(guī)程JJG368 工作用銅-銅鎳熱電偶檢定規(guī)程JJG617 數字溫度指示調節(jié)儀檢定規(guī)程符號、術語和定義1。表1符號及說明符號單位說明D0mm管樣的初始外徑W0mm管樣的初始壁厚W1mm全機加工管樣在標距段以外的外徑Dtmm管樣在試驗t時刻的外徑L0mm管樣標距段的初始長度Ljmm計算長度，L0-2D0pMPa試驗壓力T℃試驗溫度Ti℃i時刻的溫度th試驗時間σMPa試驗設定的管樣環(huán)向應力tb(T,σ)h持久爆破時間v%/h平均蠕脹速率下列術語或定義適用于本文件。3.2.1爆破試驗internalpressurecreeprupturetest將管樣在高溫下施加穩(wěn)定內壓直至發(fā)生破壞的試驗。3.2.2中斷試驗interruptedinternalpressurecreeprupturetest在管樣破壞之前的規(guī)定時間終止的內壓蠕變試驗。3.2.3持久爆破強度internalpressurecreeprupturestrengtht管樣在規(guī)定溫度T下達到規(guī)定的試驗時間t而不發(fā)生爆破的最大環(huán)向應力，用σT表示。t3.2.4持久爆破時間internalpressurecreeprupturelife管樣在規(guī)定溫度T和規(guī)定的環(huán)向應力σ下發(fā)生爆破所需要的時間，用tb(T,σ)表示。3.2.5平均蠕脹速率averagecreepswellingrate試驗中斷或結束后，室溫下管樣圓周方向的相對蠕脹變形率除以試驗時間，用公式計算。試驗原理試驗設備與儀器試驗設備典型結構試驗設備主要由加載系統(tǒng)、加熱和控溫系統(tǒng)、測試參數記錄系統(tǒng)構成，典型結構見圖1。圖1試驗裝置的典型結構加載系統(tǒng)充壓設備應能夠持續(xù)均勻地向管樣施加試驗所需的壓力，每一試驗回路應具有加壓閥、卸荷閥、安全閥。JJG495%~100%1.0%時，應補充氣體至試驗設定壓力。1%240小時。充壓用介質宜采用在試驗條件下自身化學性質穩(wěn)定且對試驗管樣內壁不會產生非預期腐蝕的流體，如氬氣、氦氣、氮氣、空氣或水蒸氣等。加熱和控溫系統(tǒng)加熱裝置內部均溫區(qū)長度應不小于管樣計算長度Lj的1.2倍，均溫區(qū)直徑應不小于管樣初始外徑D0的1.2倍，宜采用三區(qū)域獨立控溫的管式電爐。加熱裝置均溫區(qū)應按照JJG276進行定期校準。采用加熱裝置加熱試樣至試驗溫度（T），試驗溫度（T）和i時刻溫度（Ti）之間的允許偏差和試樣標距內允許的最大偏差見表2。表2 Ti與T的允許偏差和試樣標距內允許的最大偏差試驗溫度T℃Ti與T的允許偏差℃試樣標距內允許的最大溫度偏差℃T≤600±33600<T≤800±44800<T≤1000±551000<T≤1100±66在試樣標距段范圍內應設置不少于2支測溫熱電偶，熱電偶應固定在試樣計算長度的兩端，且熱電偶的測量端應與試樣表面保持良好的熱接觸。爐內電偶絲其余部分應該有熱保護和電絕緣。加熱系統(tǒng)的控溫熱電偶和測溫熱電偶應不低于JJG141JJG351或JJG368中Ⅱ級熱電偶的精度要求。溫度控制與測量儀表應等于或優(yōu)于JJG617中準確度等級0.30.1℃,測溫裝置的準確度應等于或優(yōu)于1℃。加熱爐內壁應有耐熱鋼爐管將管樣與電加熱元件物理隔離。測試參數記錄系統(tǒng)設備應具備溫度、壓力等參數自動測量記錄功能，其精確度應達到被測信號的±1%。試驗使用的所有計量儀器應按相應的標準要求定期進行檢定//校準周期，應在試驗完成后立即檢定/校準并合格。試樣試樣組成試樣包括管樣、兩端封頭和壓力注入管四個部分，試樣內應裝有芯棒和顆粒填充物。Lj不小于150全機加工試樣是由實心材料或直管加工制造的試樣，推薦的試樣形式見圖3，其中試樣長度應確保管樣標距段處于加熱裝置均溫區(qū)范圍內，厚度W0可根據設備允許的內壓選擇，宜不小于2mm，過渡不小于2×（W1-W0）mm。圖2非加工試樣圖3全機加工試樣兩端封頭應選用強度與試驗用鍋爐管強度相當或更高的材質制作，其尺寸的計算按照GB/T16507.4中有關凸型封頭的計算進行。壓力注入管強度校核按GB/T16507.4試樣的制備試樣的坡口加工及焊接應按照DL/T869中的規(guī)定進行，宜采用鎢極氬弧焊。焊接完成后，應按照DL/T869中的規(guī)定驗收合格。安全TSG23試驗人員更換試樣或進行其它操作前，應將待操作試樣的管路壓力完全釋放。TSGZF001試驗步驟管樣尺寸測量應在不少于三個截面測量管樣外徑，每個截面的兩個測量方向應相互垂直；應在試驗段兩端圓周方向均布的4個測點處進行壁厚測量。管樣尺寸應用游標卡尺測量并記錄，游標卡尺的使用和數據讀取應符合GB/T21389的規(guī)定。試驗壓力的確定根據試樣尺寸測量結果和試驗設定的管樣環(huán)向應力，按

p0

計算試驗所需壓力，其中D0取8.1.1外徑測量值的平均值，W0取8.1.1壁厚測量值的最小值：試樣的安裝試樣應安裝在加熱爐膛軸線的中心位置。泄露檢查應在室溫下對試驗回路充壓至試驗壓力的1.2倍，保壓不小于1小時，檢查無泄漏后將壓力釋放。加熱和加壓210試驗溫度之間存在物態(tài)變化的介質（如水蒸氣），升壓速率應不大于0.1MPa/min。當壓力達到試驗值的80%后，應放緩加壓速度。應記錄溫度或壓力超過規(guī)定限度的所有時刻、偏差幅度和持續(xù)時間，并評估對試驗結果的影響。試驗的中斷和終止8.5當進行中斷試驗達到規(guī)定時間時，將內壓逐漸卸載至大氣壓力，試樣在爐內緩冷至室溫后取出。當進行爆破試驗試樣爆破后，將試樣在爐內緩冷至室溫后取出。試驗后的檢驗90對于中斷試驗的未爆破試樣，宜測試硬度、拉伸性能及材料微觀組織結構。對于爆破試驗的試樣，宜測試爆口處的宏觀特征和微觀組織結構及硬度。試驗結果處理當出現(xiàn)以下情況之一時，試驗結果無效：a)裂紋源位于管樣計算長度之外；b)爆口處有明顯缺陷。GB/T16507.4GB/T2039繪制初始應力-爆破時間蠕變斷裂圖，可用內插法或外推法求出該種材質、規(guī)格管樣的持久爆破強度。310可采用試驗參數相同的系列試樣計算不同蠕變損傷分數的平均蠕脹速率。試驗報告試驗報告應包括但不限于以下內容：試驗名稱、委托單位；本試驗標準；試驗設備名稱及型號；試驗前實