不銹鋼鍋爐管持久強度的計算公式及其與不銹鋼材質(zhì)、應力、蠕變時(shí)間的關(guān)系

2022-04-24 09:57:47

不銹鋼管的持久強度是由規定的工作周期σD平均值引起的蠕變破壞應力?？梢钥闯?，這種強度特性反映了失效問(wèn)題。與蠕變極限不同，它反映了變形問(wèn)題。對于鍋爐不銹鋼管，沒(méi)有精確的配合，不銹鋼管的失效形式主要是破壞而不是變形。因此，用持久強度

計算不銹鋼鍋爐管在蠕變條件下的強度更為合理，當不銹鋼管的外加應力較大時(shí)，蠕變進(jìn)行得更快。將被更早地摧毀；相反，當施加的應力較小時(shí)，破壞更晚。應力和蠕變破壞時(shí)間符合以下函數關(guān)系：

τ=Bσ-M 

式中：τ——蠕變破壞時(shí)間

σ——應力

 B.M——與不銹鋼材料和溫度相關(guān)的常數。如果LGσ-LGτ是坐標，則得到直線(xiàn)關(guān)系。在試驗過(guò)程中，施加在各種不銹鋼鍋爐管上的應力應更大，使其在短時(shí)間內破壞，然后延長(cháng)上述直線(xiàn)以獲得規定的工作時(shí)間，如蠕變破壞應力持續強度為100000小時(shí)

應指出，在某些情況下（如試驗溫度不高），上述直線(xiàn)可能超出觀(guān)察斷點(diǎn)，成為一條折線(xiàn)。斷裂點(diǎn)兩側的開(kāi)裂性能不同。此時(shí)，線(xiàn)性延伸應謹慎。有時(shí)有不止一個(gè)斷點(diǎn)，所以。測試時(shí)間應盡可能長(cháng)。蘇聯(lián)1996年的鍋爐不銹鋼管強度計算標準規定，試驗時(shí)間應超過(guò)7000小時(shí)。目前，普遍認為試驗時(shí)間不應少于工作周期的十分之一，即10000小時(shí)

以試驗時(shí)間為工作周期的十分之一，通過(guò)延長(cháng)法獲得的耐久強度是否完全可靠？較長(cháng)試驗時(shí)間（如11年）的結果表明，一些不銹鋼鍋爐管的實(shí)際斷裂強度遠低于延伸法。這表明需要做大量工作來(lái)確定高溫強度特性。然而，長(cháng)期以來(lái)被廣泛使用的不銹鋼鍋爐管的強度計算方法：延伸法獲得的持久強度除以必要的安全系數（1.5或更大），已經(jīng)通過(guò)超過(guò)規定工作時(shí)間（100000小時(shí)）的運行進(jìn)行了測試。當然，這并不意味著(zhù)目前的做法是完美的。未來(lái)，在對高溫強度特性進(jìn)行更詳細的研究之后，不銹鋼鍋爐管的強度計算將以更嚴格的科學(xué)基礎為基礎。

 1952年，F.R.Larson和J.Miller提出了確定高溫強度的參數法，該方法已被各國廣泛重視，并在許多文件和手冊中被引用。這種方法在中國也常用于分析高溫試驗結果。根據這種方法，可通過(guò)數百小時(shí)的短期試驗獲得持久強度

根據一些試驗結果和數據分析，Larson和Miller發(fā)現，對于一定的應力，絕對溫度y與失效時(shí)間T之間存在以下關(guān)系：

 T（c+1gt）=常數，其中：c-常數與不銹鋼材料有關(guān)。對于不同的珠光體鋼，C值在18到22之間。如果C=20，則由