（高清版）GBT 30580-2022 電站鍋爐主要承壓部件壽命評估技術(shù)導(dǎo)則

電站鍋爐主要承壓部件壽命評估技術(shù)導(dǎo)則Thetechnicalguideforthelifeassessmentofmainpressurepartsofpowerplantboiler2022-03-09發(fā)布GB/T30580—2022 I 2規(guī)范性引用文件 3術(shù)語和定義 4縮略語 25壽命評估前準備 26壽命評估條件 37壽命評估程序 48壽命評估方法 59壽命評估報告 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k、m值 附錄C(資料性)電站鍋爐常用耐熱鋼的低周疲勞參數(shù) I本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導(dǎo)則第1部分：標準化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。本文件代替GB/T30580—2014《電站鍋爐主要承壓部件壽命評估技術(shù)導(dǎo)則》,與GB/T30580—2014相比，除結(jié)構(gòu)調(diào)整和編輯性改動外，主要技術(shù)變化如下：——刪除了更換一般性部件進行壽命評估的內(nèi)容(見2014年版的6.4);——增加了10Cr18Ni9NbCu3BN(Super304H)、07Cr18Nil1Nb(TP347H)、07Cr25Ni21NbN(HR3C)——增加了07Cr18Ni11Nb/10Cr9MolVNbN(TP347H/T91)異種鋼焊接接頭的L-M曲線及參數(shù)(見8.1.2.10);——增加了基于蠕變脹粗預(yù)測蠕變壽命的C射影方法(見8.1.4)。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構(gòu)不承擔識別專利的責任。本文件由全國鍋爐壓力容器標準化技術(shù)委員會(SAC/TC262)提出并歸口。本文件起草單位：中國特種設(shè)備檢測研究院、上海發(fā)電設(shè)備成套設(shè)計研究院有限責任公司、蘇州熱工研究院有限公司、上海交通大學、西安熱工研究院有限公司、國家能源集團新能源技術(shù)研究院有限公司、江蘇省特種設(shè)備安全監(jiān)督檢驗研究院、西安交通大學。本文件2014年首次發(fā)布GB/T30580—2014,本次為第一次修訂。1電站鍋爐主要承壓部件壽命評估技術(shù)導(dǎo)則本文件規(guī)定了電站鍋爐主要承壓部件壽命評估的內(nèi)容，確立了壽命評估的程序，描述了壽命評估的方法，規(guī)定了壽命評估報告的內(nèi)容。本文件適用于在用電站鍋爐承壓部件的壽命評估。本文件不適用于存在超標缺陷電站鍋爐承壓部件的壽命評估。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。GB/T2039金屬材料單軸拉伸蠕變試驗方法GB/T15248金屬材料軸向等輻低循環(huán)疲勞試驗方法GB/T16507.4水管鍋爐第4部分：受壓元件強度計算ASMEBPVC-Ⅲ-1/NH-2021鍋爐及壓力容器規(guī)范第三卷第一冊分卷NH高溫一級部件(Boiler3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。疲勞fatigue材料或部件在循環(huán)應(yīng)力或應(yīng)變作用下，在某點或某些點逐漸產(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)擴展直至完全斷裂的現(xiàn)象。在局部循環(huán)塑性應(yīng)變作用下，循環(huán)周次一般低于10?次循環(huán)的疲勞。在一定的溫度下，金屬材料或機械部件在長時間的恒定應(yīng)力作用下發(fā)生緩慢塑性變形的現(xiàn)象。持久強度durativestrength材料在規(guī)定的蠕變斷裂條件(一定的溫度和規(guī)定的時間)下保持不失效的最大承載應(yīng)力。材料與環(huán)境之間的化學或電化學反應(yīng)。2磨損abrasion由于摩擦而導(dǎo)致的金屬表面的損傷。剩余壽命remaininglife;residuallife承壓部件在服役條件下能夠保障繼續(xù)安全運行的剩余時間或疲勞循環(huán)次數(shù)。下列縮略語適用于本文件。CFD計算流體力學(ComputationalFluidDynamics)FEA有限元分析(FiniteElementAnalysis)NDE/T無損檢測(NonDestructiveExamination/Test)NHT數(shù)值傳熱學(NumericalHeatTransfer)5壽命評估前準備5.1基本資料采集5.1.1電站鍋爐承壓部件設(shè)計資料包括制造單位信息、爐型、設(shè)計依據(jù)、部件材料質(zhì)量證明文件及其力學性能試驗報告、制造工藝文件、結(jié)構(gòu)圖紙、強度計算書、管道系統(tǒng)設(shè)計資料等。5.1.2電站鍋爐承壓部件出廠質(zhì)量證明書、檢驗報告或記錄等。5.1.3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。5.1.4電站鍋爐運行資料包括機組投運時間、累計運行小時數(shù)等。5.1.5電站鍋爐典型的負荷記錄(或代表日負荷曲線),調(diào)峰運行方式等。5.1.6電站鍋爐冷態(tài)啟動、溫態(tài)啟動、熱態(tài)啟動、極熱態(tài)啟動以及滑參數(shù)停機、正常停機、異常停機次數(shù)等。5.1.7電站鍋爐歷次事故和事故分析報告。5.1.8電站鍋爐運行記錄，包括承壓部件實際運行的溫度、壓力及其波動范圍，是否有長時間超設(shè)計參數(shù)(溫度、壓力等)運行等。5.1.9電站鍋爐歷年可靠性統(tǒng)計資料。5.1.10電站鍋爐承壓部件維修與更換記錄。5.1.11電站鍋爐歷次檢修檢查記錄，包括部件內(nèi)外觀檢查、NDE/T、幾何尺寸測定、材料成分分析、金相檢查、硬度測量、蠕脹測量、腐蝕磨損狀況檢查和部件的支吊系統(tǒng)檢查等記錄。5.1.12歷次檢驗報告。5.1.13電站鍋爐未來的運行計劃。5.2損傷模式電站鍋爐各承壓部件主要損傷模式見附錄A,根據(jù)部件的主要損傷模式選擇適用的壽命評估方法。5.3壽命評估所需要的各項數(shù)據(jù)以及獲得方式5.3.1壽命評估所需材料性能數(shù)據(jù)5.3.1.1力學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35.3.1.3化學性能包括氧化速率、腐蝕速率等。5.3.1.4微觀組織包括球化或老化級別、裂紋、石墨化級別等，對于高鉻的馬氏體、奧氏體耐熱鋼必要時應(yīng)增加馬氏體板條、位錯及第二相析出等的透鏡檢查。5.3.2材料性能數(shù)據(jù)的獲得5.3.2.1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行相關(guān)的材料性能試驗。5.3.2.2若直接在部件上取樣有困難，可選用與部件材料牌號相同、工藝相同(保證微觀組織和硬度范圍的一致性)的原材料進行試驗(至少有一組試驗應(yīng)在與部件工作溫度相同的溫度下進行)。5.3.2.3如在短時間內(nèi)不能取得實際試驗數(shù)據(jù)，可參考相同牌號、相同狀態(tài)材料已積累的數(shù)據(jù)的下限值。5.3.2.4若以上條件不具備時，可采用微試樣法來獲得材料性能數(shù)據(jù)。5.3.3承壓部件高應(yīng)力危險部位應(yīng)力分析5.3.3.1管道受力分析時應(yīng)依據(jù)管道目前的支吊狀況及有關(guān)管系設(shè)計、安裝原始資料，對管系進行應(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。5.3.3.2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。5.3.3.3高溫管道、三通和集箱主要計算承壓產(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。5.3.3.4對結(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。5.3.4應(yīng)力水平的獲得5.3.4.1按照GB/T16507.4進行應(yīng)力計算。5.3.4.2對復(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FEA進行應(yīng)力分析。5.3.4.3采用應(yīng)力(應(yīng)變)測量裝置對監(jiān)測部位進行實際測量。5.3.5確定承壓部件金屬壁溫的考慮因素5.3.5.1鍋筒、三通、集箱和管道沿壁厚方向溫度分布的不均勻性。5.3.5.2高溫集箱沿長度方向溫度分布的不均勻性。5.3.5.3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。5.3.6金屬壁溫的獲得5.3.6.1采用成熟的傳熱公式進行金屬壁溫計算。5.3.6.2在應(yīng)用合理的數(shù)學物理模型的基礎(chǔ)上，采用數(shù)值分析法(CFD、NHT)來確定金屬壁溫。5.3.6.3通過布置在承壓部件外壁的測溫裝置(如熱電偶)直接測量承壓部件金屬壁溫，對爐內(nèi)過熱器、再熱器管，在布置測溫裝置時應(yīng)考慮管子內(nèi)外壁氧化層對測量精度的影響以及飛灰磨損和煙氣腐蝕而引起的測溫裝置的脫落或失效。5.3.6.4采用紅外熱像儀非接觸式測量金屬壁溫。6壽命評估條件6.1電站鍋爐承壓部件運行時間不少于30年或20萬h(以先到為準)時，應(yīng)進行壽命評估。46.2對于曾提高參數(shù)(相對于設(shè)計參數(shù))運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，進行壽命評估的運行時間應(yīng)適當提前。6.3對超過規(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)對鍋筒、汽水分離器進行低周疲勞壽命評估，對高溫蒸汽管道和高溫集箱進行疲勞-蠕變壽命評估。6.4主蒸汽管道、再熱蒸汽管道(熱段)、鍋筒、集箱的實測壁厚小于按照GB/T16507.4計算得到的理論計算壁厚時，應(yīng)進行壽命評估。6.5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，應(yīng)進行壽命評估：a)組織老化(如球化、石墨化以及析出相種類、尺寸、分布異常等)程度較為嚴重；b)蠕變相對變形量或蠕變速率較大；c)硬度異常。6.6對腐蝕、磨損速率較大的受熱面管子，應(yīng)進行壽命評估。6.7根據(jù)電站鍋爐承壓部件的檢驗結(jié)果，檢驗人員或使用單位認為有必要進行壽命評估時，應(yīng)進行壽命評估。7壽命評估程序7.1通用程序電站鍋爐主要承壓部件壽命評估的通用程序見圖1。收集機組、承壓部件收集機組、承壓部件有關(guān)資料、數(shù)據(jù)承壓部件的現(xiàn)狀檢查部件材料性能數(shù)據(jù)部件應(yīng)力分析部件金屬壁溫部件材料微觀組織檢查評定壽命根拆微觀狀態(tài)評價材料的老化損傷綜合分析、給山部件剩余海命壽命未結(jié)束提出未來的運行監(jiān)督措施和大修計劃壽命結(jié)束更換圖1電站鍋爐承壓部件壽命評估通用程序7.2三級評估7.2.1I級評估：壽命的初步評估。通過審查電站鍋爐的設(shè)計、制造、安裝、運行、歷次檢修及對主要承壓部件的檢驗與測試記錄、事故情況、更新改造等資料來確定承壓部件的壽命。7.2.2Ⅱ級評估：壽命的較精確評估。通過對承壓部件的當前狀態(tài)進行初步檢查、用經(jīng)驗公式計算應(yīng)力、測量尺寸和運行工況等來取得Ⅱ級評估所需要的數(shù)據(jù)。當承壓部件已運行時間超出I級評估確定5的壽命時，應(yīng)進行Ⅱ級評估。7.2.3Ⅲ級評估：壽命的精確評估。通過對承壓部件的應(yīng)力進行FEA或?qū)嶋H測量，并取樣對材料特性進行測量。當承壓部件已運行時間超出Ⅱ級評估確定的壽命時，應(yīng)進行Ⅲ級評估。7.2.4三級評估需要的資料見表1。表1三級評估所需資料所需資料I級評估Ⅱ級評估Ⅲ級評估設(shè)計、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)計或?qū)嶋H運行值實際運行或測量值實際運行或測量值運行工況運行記錄或額定參數(shù)運行記錄運行記錄蠕變測量數(shù)據(jù)檢修記錄檢修記錄檢修記錄部件幾何尺寸設(shè)計制造資料測量值測量值無損探傷檢測檢測檢測是否取樣否否是微觀組織不檢測現(xiàn)場復(fù)型金相現(xiàn)場復(fù)型+實驗室試驗(不可取樣的部件除外)硬度不檢測檢測檢測材料特性查閱資料，取最低值查閱資料，取最低值試驗測定，取最低值(不可取樣的部件除外)8壽命評估方法8.1蠕變損傷壽命評估8.1.1等溫線外推法8.1.1.1適用于450℃以上碳鋼、合金鋼的受熱面管、管道及集箱的蠕變壽命評估。在使用中，應(yīng)結(jié)合部件材料微觀組織的老化特征進行壽命評估。8.1.1.2選擇與部件工作溫度相同的溫度，按GB/T2039進行材料的持久斷裂試驗。8.1.1.3按公式(1)對試驗數(shù)據(jù)應(yīng)力-斷裂時間用最小二乘法進行擬合，作出材料的持久強度曲線，見式中：o——試樣加載的應(yīng)力水平，單位為兆帕(MPa);k——由試驗確定的材料系數(shù)；t,——斷裂時間，單位為小時(h);m——由試驗確定的材料指數(shù)。6GB/T30580—2022以/3t,/h圖2材料的持久強度曲線8.1.1.4電站鍋爐常用耐熱鋼在不同狀態(tài)下的k、m值見附錄B。8.1.1.5按公式(1),外推材料某一規(guī)定時間的持久強度σ時，外推的規(guī)定時間應(yīng)小于最長試驗點時間的10倍。對于9Cr～12Cr鋼，根據(jù)實際條件外推的規(guī)定時間宜小于最長試驗點時間3倍。8.1.1.6確定部件工作條件下的最大應(yīng)力部位及最大應(yīng)力(σmax)。8.1.1.7按公式(2)計算斷裂時間。式中：………σio?、ojos——分別為某一溫度下1萬h和10萬h的持久強度，單位為兆帕(MPa);n——安全系數(shù)，按中值線時，n取1.5;按下限線時，n取1.2。見圖2。8.1.1.8累積蠕變損傷的計算，按每一溫度、應(yīng)力等級分別計算每一損傷單元，這些損傷的總和達到1時，承壓部件失效。累積蠕變損傷(D?)按公式(3)計算?！璽;——承壓部件在第i種應(yīng)力與溫度下的運行時間；t——承壓部件在第i種應(yīng)力與溫度下的蠕變斷裂時間。8.1.2L-M參數(shù)法8.1.2.1適用于450℃以上碳鋼、合金鋼的受熱面管、管道及集箱的蠕變壽命評估。L-M參數(shù)是時間和溫度二者相結(jié)合的參數(shù)，以P(σ)表示，按公式(4)計算。T——試驗溫度，單位為開爾文(K);C——材料常數(shù)；t,——斷裂時間，單位為小時(h)。8.1.2.2確定材料的L-M參數(shù)，選部件工作溫度及其附近共3個溫度，在每一溫度下至少進行4個應(yīng)7n×6.9/MPao/MPaGB/Tn×6.9/MPao/MPa力水平下的持久斷裂試驗。按公式(5)對試驗數(shù)據(jù)進行多元線性回歸處理求解出C值：lgt,=(C?+C?lgo+C?lg2o+C?lg?o+C?lg'o)/T-C (5)式中：依據(jù)擬合出的公式，繪制P(o)-o曲線。8.1.2.312Cr2Mo(T/P22)鋼的L-M參數(shù)[P(o)]按公式(6)計算。P(o)=T(20+lgt)………(6)12Cr2Mo(T/P22)鋼的P(o)-o曲線見圖3。P(o)×555.6圖312Cr2Mo(T/P22)鋼的P(σ)-σ曲線8.1.2.412CrlMoV鋼的L-M參數(shù)[P(σ)]按公式(7)計算。P(o)=T(22+lgt)12CrlMoV鋼的P(o)-o曲線見圖4。P()×102圖412Cr1MoV鋼的P(σ)-σ曲線8.1.2.510Cr9MolVNbN(T/P91)鋼的L-M參數(shù)[P(o)]按公式(8)計算。P(o)=T(30+lgt) (8)10Cr9MolVNbN(T/P91)鋼的P(o)-o曲線見圖5。8P(a)×1028.1.2.610Cr9MoW2VNbBN(T/P92)鋼的L-M參數(shù)[P(σ)]按公式(9)計算。10Cr9MoW2VNbBN(T/P92)鋼的P(o)-o曲線見圖6。P(n)×103圖610Cr9MoW2VNbBN(T/P92)8.1.2.710Cr18Ni9NbCu3BN(Super304H)鋼的L-M參數(shù)[P(σ)]按公式(10Cr18Ni9NbCu3BN(Super304H)鋼的P(o)-o曲線見圖7。9n/MPao/MPan/MPao/MPaP(r)×103圖710Cr18Ni9NbCu3BN(Super304H)鋼的P(σ)-σ曲線8.1.2.807Cr18Nil1Nb(TP347H)鋼的L-M參數(shù)[P(o)]按公式(11)計算。P(o)=T(14+lgt,)…(11)07Cr18Nil1Nb(TP347H)鋼的P(σ)-o曲線見圖8。P(a)×1028.1.2.907Cr25Ni21NbN(HR3C)鋼的L-M參數(shù)[P(o)]按公式(12)計算。P(o)=T(15+lgt,)07Cr25Ni21NbN(HR3C)鋼的P(o)-o曲線見圖9。a/MPaa/MPaa/MPaa/MPap(o)×103圖907Cr25Ni21NbN(HR3C)鋼的P(σ)-o曲線8.1.2.1007Cr18Ni11Nb/10Cr9MolVNbN(TP347H/T91)異種鋼焊接接頭的L-M參數(shù)[P(o)]按公式(13)計算。07Cr18Ni11Nb/10Cr9MolVNbN(TP347H/T91)異種鋼焊接接頭的P(o)-o曲線見圖10。圖10P(o)×1o307Cr18Ni11Nb/10Cr9Mo1VNbN(TP347H/T91)異種鋼焊接接頭的P(σ)-σ曲線8.1.2.11確定部件工作條件下的最大應(yīng)力部位及最大應(yīng)力(σmx)。8.1.2.12從P(σ)-σ曲線上查得部件最大應(yīng)力對應(yīng)的L-M參數(shù)[P(o)]。8.1.2.13按公式(4)、或公式(6)、或公式(7)、或公式(8)、或公式(9)、或公式(10)、或公式(11)、或公式(12)、或公式(13)確定部件蠕變斷裂壽命。GB/T30580—20228.1.3.1適用于450℃以上碳鋼、合金鋼的管道的蠕變壽命評估。8.1.3.2用一組試樣在不同溫度、不同應(yīng)力水平下，按GB/T2039進行蠕變斷裂試驗，獲得各試樣在某一溫度、應(yīng)力下的蠕變曲線，見圖11。t/ht/ha)典型曲線一b)典型曲線二圖11典型的蠕變曲線8.1.3.3按公式(14)擬合試驗條件下的蠕變曲線，見圖11,求解每一試樣蠕變方程中的θ;(i=1、2、3、e=0?(1-e-?()+0?(e-1)………(14)式中：e—-蠕變應(yīng)變，%;0?、0?——蠕變第一階段和第三階段的蠕變應(yīng)變參數(shù)，0?、0?與應(yīng)力的關(guān)系見圖12;θ?、0?——蠕變第一階段和第三階段的蠕變曲線的速率參數(shù)，0?、0,與應(yīng)力的關(guān)系見圖13;t——蠕變時間，單位為小時(h)。圖120?、0?與應(yīng)力的關(guān)系GB/T30580—20228.1.3.4按公式(15)求出試驗條件下的a;、b;、c;和d;:lg0;=a;+b;o+c;T+d;oT………………(15)式中：T——試驗溫度，單位為開爾文(K);8.1.3.5根據(jù)求解的a;、b;、c;和d;,將所要預(yù)測部件的溫度(T)和應(yīng)力(o)代入公式(15)中求出實際部8.1.3.6將實際的溫度、應(yīng)力下的0;代入公式(14),確定所要評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。8.1.3.7給定一個蠕變應(yīng)變值按公式(14)即可確定對應(yīng)于這個給定值的蠕變壽命。8.1.4C射影法8.1.4.1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點，準確測量直管截面蠕變應(yīng)變(t;,ε;)或彎管的橢圓度(t;,e;)(i=1、2、3、…、N,i為測量次數(shù))。8.1.4.2待測得的蠕變數(shù)據(jù)達6次及以上(N≥6),且數(shù)據(jù)測量的時間跨度超過15萬h,并含有蠕變第三階段的變形特征之后，整理出直管的(t;,ε;)或彎管的(t;,e;)。將整理好的(t;,ε;)或(t;,e;)數(shù)據(jù)，按公式(16)計算出系數(shù)C;:e——蠕變應(yīng)變，%;C;——評估截面的C射影系數(shù)，與材料和運行工況有關(guān)；t——運行時間，單位為小時(h);對于彎管，按公式(16)的蠕變應(yīng)變ε替換為彎管截面的橢圓度e進行計算。8.1.4.3使ε,等于1.0%時，按公式(17)計算相應(yīng)蠕變量值的條件壽命時間?！璆B/T30580—2022…………(17)可確定所測量截面的條件蠕變壽命t。8.2疲勞損傷壽命評估8.2.1確定材料的S?-N,(應(yīng)力幅-壽命)設(shè)計疲勞曲線8.2.1.1材料的虛擬應(yīng)力幅-壽命(Se-Nr)曲線按公式(18)確定：S——虛擬應(yīng)力幅，單位為兆帕(MPa);σ!疲勞強度系數(shù)，單位為兆帕(MPa);N;——疲勞循環(huán)次數(shù)；E——材料的彈性模量，單位為兆帕(MPa);e(——疲勞延性系數(shù)；c——疲勞延性指數(shù)。8.2.1.2如果沒有材料的低周疲勞試驗結(jié)果，則可按公式(19)確定SS=3.5Rm(N?)-012+EeY?(Nr)-0.6…(19)Rm——材料的抗拉強度，單位為兆帕(MPa)。ψ——材料的斷面收縮率，%;8.2.1.3對虛擬應(yīng)力幅-壽命曲線進行平均應(yīng)力修正按公式(20)確定：S'?！骄鶓?yīng)力修正后的虛擬應(yīng)力幅，單位為兆帕(MPa);R——材料的屈服強度，單位為兆帕(MPa)。8.2.1.4鍋筒的低周疲勞設(shè)計曲線見圖14。衍環(huán)次數(shù)(N)循環(huán)次數(shù)(N)8.2.1.6溫度不超過425℃和應(yīng)力幅Sa>194MPa的奧氏體不銹鋼的設(shè)計疲勞曲線見圖16。循環(huán)次數(shù)(N)圖16溫度不超過425℃和應(yīng)力幅Sa>194MPa的奧氏體不銹鋼的設(shè)計疲勞曲線8.2.2確定材料的g。-N,(應(yīng)變幅-壽命)設(shè)計疲勞壽命曲線8.2.2.1按GB/T15248進行材料的低循環(huán)疲勞試驗。8.2.2.2按公式(21)回歸材料的低周疲勞曲線：Ep——塑性應(yīng)變幅；o'——疲勞強度系數(shù)，單位為兆帕(MPa);E——材料的彈性模量，單位為兆帕(MPa);b——疲勞強度指數(shù)；e'——疲勞延性系數(shù)；c——疲勞延性指數(shù)；N;——裂紋萌生疲勞循環(huán)次數(shù)。8.2.2.3電站鍋爐常用耐熱鋼的疲勞試驗曲線的參數(shù)見附錄C。 式中：Rm——材料的抗拉強度，單位為兆帕(MPa);N;——裂紋萌生疲勞循環(huán)次數(shù)。8.2.2.512Cr2MoG(T/P22)鋼圖17鋼的設(shè)計疲勞曲線見圖18。圖1810Cr9Mo1VNbN(P91)鋼的設(shè)計疲勞曲線許用循環(huán)次數(shù)(Ng)圖200Cr17Ni12Mo2(TP38.2.3危險部位的應(yīng)力、應(yīng)變分析按GB/T16507.4對部件危險部位的應(yīng)力進行分析和計算，按ASMEBPVC-II/NH-2021附錄T對危險部位的應(yīng)變進行計算和分析。8.2.4疲勞壽命估算按計算的應(yīng)力或應(yīng)變確定引起疲勞破壞的應(yīng)力幅(S。)或應(yīng)變范圍[△e(△e=2e?)],然后由設(shè)計疲勞壽命曲線確定疲勞壽命。8.2.5安全系數(shù)公式(18)的應(yīng)力幅或公式(21)、公式(22)的應(yīng)變幅取安全系數(shù)為2,計算得出低周疲勞壽命(Nn);公式(18)、公式(19)、公式(21)或公式(22)的壽命取安全系數(shù)20,計算得出低周疲勞壽命(Ng),鍋爐承壓部件的低周疲勞壽命(N?)按公式(23)計算。N?=min(Nn,Ng)……(23)將N;連成光滑曲線，則為設(shè)計的疲勞壽命曲線。8.2.6疲勞壽命評估對只承受疲勞的鍋筒、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估其損傷度(D?)按公式(24)計算?！?24)n,——第i種工況下實際循環(huán)周次；N;——第i種工況下部件的疲勞壽命，按8.2確定。8.3疲勞-蠕變交互作用下的壽命評估8.3.1對于承受疲勞-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估疲勞-蠕變損傷，計算值應(yīng)滿足公式(25)。)t;——承壓部件在第i種應(yīng)力與溫度下的運行時間；t,——承壓部件在第i種應(yīng)力與溫度下的蠕變斷裂時間，按8.1確定；n;——第i種工況下實際循環(huán)周次；N;——第i種工況下部件的疲勞壽命，按8.2確定；D總疲勞-蠕變損傷界限值。8.3.2總疲勞-蠕變損傷界限值(D)與疲勞、蠕變損傷份額有關(guān)，12Cr2MoG(T/P22)、10Cr9MolVNbN等四種鍋爐鋼的疲勞-蠕變交互作用曲線見圖21。GB/T30580—2022圖21四種鍋爐鋼的疲勞-蠕變交互作用曲線8.4磨損損傷壽命評估8.4.1壁厚實測法8.4.1.1根據(jù)不同時間間隔測得的金屬壁厚，評估部件中不同位置的管壁減薄率(C)按公式(26)計算。C——管壁減薄率，單位為毫米每小時(mm/h);W?——前一時期測得的金屬壁厚，單位為毫米(mm);W?——當前測得的金屬壁厚，單位為毫米(mm);H——兩次測量的時間間隔，單位為小時(h)。8.4.1.2選取評估部件中最大的管壁減薄率(Cmx),部件的剩余壽命(t)按公式(27)計算。t——部件剩余壽命，單位為小時(h);d——部件原始外徑，單位為毫米(mm);W——部件原始壁厚，單位為毫米(mm);[o],——材料的基本許用應(yīng)力(按GB/T16507.4確定),單位為兆帕(MPa);p——部件內(nèi)部壓力，單位為兆帕(MPa)。8.4.2壁厚估算法8.4.2.1由于條件限制無法測量金屬壁厚時，管壁減薄量(S)可按公式(28)估算。GB/T30580—2022S=A×tS——由于磨損造成的管壁減薄量，單位為毫米(mm);8.5煙氣側(cè)腐蝕損傷壽命評估以煙氣側(cè)腐蝕損傷為主的電站鍋爐承壓部件，宜按8.4計算管壁減薄率確定部件的剩余壽命。8.6蠕變、煙氣側(cè)腐蝕和磨損共同作用下的承壓部件壽命評估8.6.1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(29)計算壽命?！?tm——管壁減薄速率(k)下的工作壽命，單位為小時(h);k——管壁減薄速率，單位為毫米每小時(mm/h),按公式(30)計算；n——應(yīng)力指數(shù)，n=4～8,一般取4;t,——管壁不減薄下的蠕變斷裂時間(參照8.1確定),單位為小時(h);8.6.2高溫過熱器和再熱器管子的剩余壽命(t)可按公式(31)計算。tn=tn—top…………(31)9壽命評估報告壽命評估報告的主要內(nèi)容應(yīng)包括：件壽命評估意見；評估采用的具體方法以及結(jié)果的綜合分析；d)壽命評估結(jié)論意見；次進行壽命評定的預(yù)計時間等。(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A.1。表A.1電站鍋爐承壓部件的主要損傷模式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—√—√—(資料性)電站鍋爐常用耐熱鋼在不同狀態(tài)下的k、m值電站鍋爐常用耐熱鋼在不同狀態(tài)下的k、m值見表B.1。表B.1電站鍋爐常用耐熱鋼在不同狀態(tài)下的k、m值材料材料制造國(廠)工作參數(shù)運行時間h試驗溫度℃試樣數(shù)量個最長試驗點時間h系數(shù)指數(shù)溫度℃壓力MPa12MX主蒸汽母管直管段蘇聯(lián)8主蒸汽母管彎管段6主蒸汽母管直管縱向9主蒸汽母管彎管縱向4主蒸汽母管彎管橫向9蘇聯(lián)094143.8主蒸汽管監(jiān)督段縱向主蒸汽管監(jiān)督段橫向7主蒸汽管監(jiān)督段焊縫8主蒸汽母管彎頭8主蒸汽母管直管段12MX主蒸汽管彎管外弧縱向蘇聯(lián)207512.99主蒸汽管彎管外弧橫向8主蒸汽變管外弧橫向7主蒸汽管段直段橫向15123.9主蒸汽管直管段捷克7主蒸汽管焊縫 —8主蒸汽管彎管915123.9主蒸汽管監(jiān)督段縱向主蒸汽監(jiān)督段橫向6主蒸汽管焊縫主蒸汽彎管縱向10CrMo910主蒸汽監(jiān)督段西德8主蒸汽管焊縫84788.5材料材料制造國(廠)工作參數(shù)運行時間h試驗溫度℃試樣數(shù)量個最長試驗點時間h系數(shù)指數(shù)溫度℃壓力MPa0CrMo910主蒸汽監(jiān)督段西德6-0.1083260CrMo910主蒸汽直管段西德主蒸汽彎管段10CrMo910主蒸汽母管西德5主蒸汽管焊縫912CrlMoV主蒸汽管道監(jiān)督段蘇聯(lián)12CrlMoV主蒸汽管監(jiān)督段蘇聯(lián)7主蒸汽管彎頭8爐側(cè)主蒸汽管道8機側(cè)主蒸汽管道712CrlMoV主蒸汽管監(jiān)督段蘇聯(lián)