DL-T 369-2023 電站鍋爐管內(nèi)壓蠕變試驗方法

ICS27.100備案號：J98DL 代替DL/T369-2010電站鍋爐管內(nèi)壓蠕變試驗方法Methodforinternalpressurecreeptestofboilertubes國家能源局發(fā)布IDL/T369—XXXX 32規(guī)范性引用文件 33符號、術(shù)語和定義 34試驗原理 45試驗設(shè)備與儀器 46試樣 67安全 78試驗步驟 79試驗結(jié)果處理 810試驗報告 9DL/T369—XXXX本文件按照GB/T1.1-2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識別專利的責(zé)任。本文件由中國電力企業(yè)聯(lián)合會提出。本文件由電力行業(yè)電站金屬材料標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會（DL/TC23）歸口。本文件代替DL/T369-2010《電站鍋爐管內(nèi)壓蠕變試驗方法》。與DL/T369-2010相比，除結(jié)構(gòu)調(diào)整和編輯性修改以外，主要技術(shù)變化如下：——修訂了適用鍋爐受熱面管的尺寸范圍；——補(bǔ)充了尺寸測量以及設(shè)備定期校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)，修訂了應(yīng)力計算參考標(biāo)準(zhǔn)；——修訂了部分術(shù)語和定義；——修訂了表1；——補(bǔ)充了設(shè)備的基本構(gòu)成以及結(jié)構(gòu)參考示意圖；——修訂了試驗設(shè)備溫度控制、密封性等要求；補(bǔ)充了安全閥、測試參數(shù)記錄的要求；——補(bǔ)充了全機(jī)加工試樣及其要求；——補(bǔ)充了試樣裝卸過程中操作的要求；——補(bǔ)充了試驗壓力計算的公式；——修訂了泄露檢查的壓力和保壓時間；——補(bǔ)充了升壓速率的要求；——補(bǔ)充了試驗后對試樣的檢驗要求；——完善了試驗報告需要記錄的內(nèi)容。本文件起草單位：西安熱工研究院有限公司、華北電力大學(xué)、華能核能技術(shù)研究院有限公司、哈爾濱鍋爐廠有限責(zé)任公司、華能山東石島灣核電有限公司。本文件主要起草人：唐麗英、張紅軍、李江、徐鴻、周榮燦、王慶武、李季、王碩、詹英杰、徐安、張乃強(qiáng)、毛雪平本文件及所替代文件的歷次版本發(fā)布情況為：——2010年首次發(fā)布為DL/T369-2010；——本次為第一次修訂。本文件在執(zhí)行過程中的意見或建議反饋至中國電力企業(yè)聯(lián)合會標(biāo)準(zhǔn)化管理中心（北京市西城區(qū)白廣路二條一號，100761）3DL/T369—XXXX電站鍋爐管內(nèi)壓蠕變試驗方法本文件規(guī)定了電站鍋爐管內(nèi)壓蠕變試驗設(shè)備、試樣、試驗步驟、試驗結(jié)果處理、試驗報告等基本要本文件適用于外徑不大于108mm的鍋爐管內(nèi)壓蠕變試驗，其他高溫承壓工件的內(nèi)壓蠕變試驗可參照本文件。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/T16507.4水管鍋爐第4部分：受壓元件強(qiáng)度計算GB/T21389游標(biāo)、帶表和數(shù)顯卡尺TSG23氣瓶安全技術(shù)規(guī)程TSGZF001安全閥安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程DL/T869火力發(fā)電廠焊接技術(shù)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(qiáng)度試驗機(jī)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(shù)字溫度指示調(diào)節(jié)儀檢定規(guī)程3符號、術(shù)語和定義3.1本標(biāo)準(zhǔn)使用的符號、名稱及單位見表1。D0DtL0LjpT℃Ti℃thσhvDL/T369—XXXX3.2下列術(shù)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(nèi)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(nèi)壓蠕變試驗。3.2.3持久爆破強(qiáng)度internalpressurecreeprupturestrength管樣在規(guī)定溫度T下達(dá)到規(guī)定的試驗時間t而不發(fā)生爆破的最大環(huán)向應(yīng)力，用σtT表示。3.2.4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(yīng)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(jié)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。4試驗原理將兩端封閉試驗管樣加熱至規(guī)定溫度，在管樣內(nèi)部施加氣壓并保持恒定壓力至規(guī)定的時間中斷或爆破，分析測定試驗前后管樣的變形、材料的組織結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能或其他性能指標(biāo)，從而研究鍋爐管在多軸應(yīng)力下的蠕變損傷和持久爆破強(qiáng)度。5試驗設(shè)備與儀器5.1試驗設(shè)備典型結(jié)構(gòu)試驗設(shè)備主要由加載系統(tǒng)、加熱和控溫系統(tǒng)、測試參數(shù)記錄系統(tǒng)構(gòu)成，典型結(jié)構(gòu)見圖1。5DL/T369—XXXX圖1試驗裝置的典型結(jié)構(gòu)5.2加載系統(tǒng)5.2.1充壓設(shè)備應(yīng)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(yīng)具有加壓閥、卸荷閥、安全閥。5.2.2壓力測量裝置應(yīng)符合JJG49中的要求，且在壓力測量裝置量程的5%~100%范圍內(nèi)，壓力值相對誤差應(yīng)優(yōu)于±1.0%；試驗過程中壓力示值降低1.0%時，應(yīng)補(bǔ)充氣體至試驗設(shè)定壓力。5.2.3試驗系統(tǒng)應(yīng)具有良好的密封性，正常運行過程中壓力示值降低1%的時間間隔宜不少于240小時。5.2.4充壓用介質(zhì)宜采用在試驗條件下自身化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定且對試驗管樣內(nèi)壁不會產(chǎn)生非預(yù)期腐蝕的流體，如氬氣、氦氣、氮氣、空氣或水蒸氣等。5.3加熱和控溫系統(tǒng)5.3.1加熱裝置內(nèi)部均溫區(qū)長度應(yīng)不小于管樣計算長度Lj的1.2倍，均溫區(qū)直徑應(yīng)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。5.3.2加熱裝置均溫區(qū)應(yīng)按照J(rèn)JG276進(jìn)行定期校準(zhǔn)。5.3.3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(biāo)距內(nèi)允許的最大偏差見表2。表2Ti與T的允許偏差和試樣標(biāo)距內(nèi)允許的最大偏差試驗溫度T℃Ti與T的允許偏差℃試樣標(biāo)距內(nèi)允許的最大溫度偏差℃6DL/T369—XXXXT≤6003600<T≤8004800<T≤100051000<T≤110065.3.4在試樣標(biāo)距段范圍內(nèi)應(yīng)設(shè)置不少于2支測溫?zé)犭娕?，熱電偶?yīng)固定在試樣計算長度的兩端，且熱電偶的測量端應(yīng)與試樣表面保持良好的熱接觸。爐內(nèi)電偶絲其余部分應(yīng)該有熱保護(hù)和電絕緣。5.3.5加熱系統(tǒng)的控溫?zé)犭娕己蜏y溫?zé)犭娕紤?yīng)不低于JJG141、JJG351或JJG368中Ⅱ級熱電偶的精度要求。5.3.6溫度控制與測量儀表應(yīng)等于或優(yōu)于JJG617中準(zhǔn)確度等級0.3級的要求，分辨力不低于0.1℃,測溫裝置的準(zhǔn)確度應(yīng)等于或優(yōu)于1℃。5.3.7加熱爐內(nèi)壁應(yīng)有耐熱鋼爐管將管樣與電加熱元件物理隔離。5.4測試參數(shù)記錄系統(tǒng)5.4.1設(shè)備應(yīng)具備溫度、壓力等參數(shù)自動測量記錄功能，其精確度應(yīng)達(dá)到被測信號的±1%。5.4.2試驗使用的所有計量儀器應(yīng)按相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)要求定期進(jìn)行檢定/校準(zhǔn)。如果試驗時間超過檢定/校準(zhǔn)周期，應(yīng)在試驗完成后立即檢定/校準(zhǔn)并合格。6試樣6.1試樣組成6.1.1試樣包括管樣、兩端封頭和壓力注入管四個部分，試樣內(nèi)應(yīng)裝有芯棒和顆粒填充物。6.1.2內(nèi)壓蠕變試樣包括非加工試樣和全機(jī)加工試樣，管樣計算長度Lj不小于150mm，管樣標(biāo)距段的初始長度L0不小于（150+2D0）mm，其兩端面應(yīng)垂直于管樣的軸線。6.1.3非加工試樣是指新的或服役過的管樣，試驗前不對管樣原始內(nèi)外壁進(jìn)行加工，推薦的試樣形式見6.1.4全機(jī)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(yīng)確保管樣標(biāo)距段處于加熱裝置均溫區(qū)范圍內(nèi)，厚度W0可根據(jù)設(shè)備允許的內(nèi)壓選擇，宜不小于2mm，過渡圓弧半徑r不小于2×（W1-W0）mm。圖2非加工試樣DL/T369—XXXX圖3全機(jī)加工試樣6.1.5管樣切割前應(yīng)對其進(jìn)行表面檢查和無損檢測無超標(biāo)缺陷，宜采用機(jī)械方法切取。如果采用火焰切割，應(yīng)去除熱影響區(qū)。6.1.6對于帶環(huán)向焊接接頭的管樣，接頭應(yīng)在管樣的計算長度范圍內(nèi)，且宜位于管樣中間；對有多個環(huán)向接頭的管樣，接頭間的距離應(yīng)不小于鍋爐管公稱外徑與焊縫寬度之和。6.1.7兩端封頭應(yīng)選用強(qiáng)度與試驗用鍋爐管強(qiáng)度相當(dāng)或更高的材質(zhì)制作，其尺寸的計算按照GB/T16507.4中有關(guān)凸型封頭的計算進(jìn)行。6.1.8試樣中的芯棒和顆粒填充物在試驗溫度下應(yīng)性質(zhì)穩(wěn)定，芯棒與管樣之間應(yīng)有足夠的軸向和徑向間隙，避免裝卸過程中刮擦試樣內(nèi)壁。6.1.9壓力注入管強(qiáng)度校核按GB/T16507.4中關(guān)于管子或鍋爐范圍內(nèi)管道進(jìn)行計算，其預(yù)期試驗時間的持久強(qiáng)度應(yīng)不小于試驗壓力引起的環(huán)向應(yīng)力的1.5倍。6.2試樣的制備6.2.1試樣的坡口加工及焊接應(yīng)按照DL/T869中的規(guī)定進(jìn)行，宜采用鎢極氬弧焊。6.2.2焊接完成后，應(yīng)按照DL/T869中的規(guī)定驗收合格。7.1試樣與試驗參數(shù)控制裝置應(yīng)分別置于獨立的空間，中間設(shè)置足夠厚度的防爆墻，觀察窗應(yīng)加裝防爆玻璃。7.2氣瓶的使用應(yīng)符合TSG23的規(guī)定。7.3試驗人員更換試樣或進(jìn)行其它操作前，應(yīng)將待操作試樣的管路壓力完全釋放。7.4安全閥應(yīng)按照TSGZF001的規(guī)定定期校驗合格。8試驗步驟8.1管樣尺寸測量8.1.1應(yīng)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(yīng)相互垂直；應(yīng)在試驗段兩端圓周方向均布的4個測點處進(jìn)行壁厚測量。8.1.2管樣尺寸應(yīng)用游標(biāo)卡尺測量并記錄，游標(biāo)卡尺的使用和數(shù)據(jù)讀取應(yīng)符合GB/T21389的規(guī)定。8.2試驗壓力的確定8DL/T369—XXXX根據(jù)試樣尺寸測量結(jié)果和試驗設(shè)定的管樣環(huán)向應(yīng)力，按0計算試驗所需壓力，其中D8.1.1外徑測量值的平均值，W0取8.1.1壁厚測量值的最小值：8.3試樣的安裝試樣應(yīng)安裝在加熱爐膛軸線的中心位置。8.4泄露檢查應(yīng)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。8.5加熱和加壓8.5.1將試樣加熱至規(guī)定溫度，保溫不少于2小時后加壓。8.5.2達(dá)到保溫時間后，啟動加壓系統(tǒng)，對于惰性氣體，升壓速率應(yīng)不大于10MPa/min，對于在室溫到試驗溫度之間存在物態(tài)變化的介質(zhì)（如水蒸氣），升壓速率應(yīng)不大于0.1MPa/min。當(dāng)壓力達(dá)到試驗值的80%后，應(yīng)放緩加壓速度。8.5.3應(yīng)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(jié)果的影響。8.6試驗的中斷和終止8.6.1試驗因故中斷時，應(yīng)將試樣溫度降至室溫，并釋放壓力。當(dāng)需要重新恢復(fù)試驗時，應(yīng)按照8.5的規(guī)定執(zhí)行。8.6.2當(dāng)進(jìn)行中斷試驗達(dá)到規(guī)定時間時，將內(nèi)壓逐漸卸載至大氣壓力，試樣在爐內(nèi)緩冷至室溫后取出。8.6.3當(dāng)進(jìn)行爆破試驗試樣爆破后，將試樣在爐內(nèi)緩冷至室溫后取出。8.7試驗后的檢驗8.7.1試驗結(jié)束后，應(yīng)對試樣尺寸進(jìn)行測量。對中斷試驗的試樣，應(yīng)在標(biāo)距或均溫區(qū)范圍內(nèi)的多個截面進(jìn)行測量，測量截面的間距不大于10mm，每個截面應(yīng)測量間隔90°的兩個方向的外徑。對爆破試樣，應(yīng)測量至少包括爆口所在截面及到爆口距離不同的三個截面的外徑。8.7.2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(jié)構(gòu)。8.7.3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(jié)構(gòu)及硬度。9試驗結(jié)果處理9.1當(dāng)出現(xiàn)以下情況之一時，試驗結(jié)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。9.2按照GB/T16507.4計算的試驗設(shè)定的管樣環(huán)向應(yīng)力，參照GB/T2039繪制初始應(yīng)力-爆破時間蠕變斷裂圖，可用內(nèi)插法或外推法求出該種材質(zhì)、規(guī)格管樣的持久爆破強(qiáng)度。9.3新開發(fā)材料的持久爆破強(qiáng)度外推時間應(yīng)不大于最長試驗時間的3倍，其它材料外推時間應(yīng)不大于最長試驗時間的10倍，應(yīng)注明外推時間與最長試驗時間的比值。9.4試驗參數(shù)相同的每組試樣應(yīng)至少有一個管樣試驗至爆破，其余管樣的試驗時間與爆破時間的比值作為蠕變損傷分?jǐn)?shù)。DL/T369—XXXX9.5可采用試驗參數(shù)相同的系列試樣計算不同