P91钢焊接接头性能及其存在问题的讨论(续)

介绍了P91钢及其焊接接头性能 ,重点讨论了焊缝韧性和接头蠕变断裂强度等问题 ,提出改善它们的建议和可以开展的研究工作。

P91钢焊接接头性能及其存在问题的讨论

介绍了P91钢及其焊接接头性能 ,重点讨论了焊缝韧性和接头蠕变断裂强度等问题 ,提出改善它们的建议和可以开展的研究工作。

薄壁管焊接温度场差分计算

本文探讨了中、小直径管道焊接时焊接温度场的特点,提出采用二维有限差分法并将移动热源折合成固定热源的方法算定薄壁管道焊接时的初始温度场,具有工程实际意义。文章所提供的方法和建立的程序为计算机在薄壁管道焊接中温度场的计算和实时控制均带来了便利。这样,也有助于提高焊接质量。

金属结构件脆性失效概率的实用求解

本文讨论了目前焊接结构安全性和可靠性评定中遇到的焊接接头性能宏观不均匀和随机性问题。提出在脆性破坏形式的前提下,运用最弱环模型直接求解带裂纹接头脆性失效的概率,而不必首先求解较为繁难的宏观不均匀体的K_(IC)或δ_C分布,使可靠性评定与工程应用更为接近。文章简要推导了运用最弱环模型直接求解裂纹接头失效概率的计算式和简化计算方法,并采用蒙特卡洛法对载荷、裂纹尺寸进行随机抽样且对工程实例进行了验算。文章列举了单一区域裂纹体和跨区域裂纹体的计算结果。

HR3C/T91异种耐热钢焊接接头的力学性能及界面蠕变失效行为研究

针对新型奥氏体不锈钢HR3C与细晶粒强韧马氏体耐热钢T91异种钢焊接接头,采用手工氩弧焊接工艺、高温加速模拟、高温持久和常温力学性能试验研究HR3C与T91异种钢焊接接头的力学性能变化、高温强度、界面蠕变损伤及破坏特征。研究结果表明,焊前预热448 K,焊后不进行热处理条件下,接头的力学性能优异。加速模拟运行3 004 h后,接头的力学性能仍然良好。而加速模拟运行5 012 h后,HR3C/T91界面发生了蠕变失效,蠕变裂纹在管接头内表面焊缝/T91界面形核、扩展,然后在管接头外表面T91的临界热影响区内发展,最后导致接头蠕变失效。拉伸和弯曲试验过程中,接头的强度和塑性下降严重,断裂位置均在焊缝/T91界面区域。因此,焊缝/T91界面容易发生早期蠕变失效。

马氏体/贝氏体耐热钢焊接接头的界面蠕变损伤行为

采用脉冲氩弧焊接工艺、高温加速模拟、高温持久实验研究了不同焊缝蠕变强度匹配条件下马氏体耐热钢9Cr1MoVNbN与贝氏体耐热钢12Cr2MOWVTiB异种钢焊接接头的高温强度、界面蠕变损伤及破坏特征．研究结果表明，焊前523K预热、焊后1023K×1h回火条件下，接头的力学性能优异．加速模拟运行500，1000和1500h后低匹配焊接接头的界面蠕变损伤最严重，发生了界面蠕变断裂，早期失效倾向较大；中匹配接头的蠕变损伤最小，仅发现个别孤立蠕变孔洞，早期失效倾向最小，中匹配接头在923K下的持久强度（σ10^5）与低匹配接头比较接近；高匹配接头在923K下的持久强度（σ10^5）最低，蠕变孔洞几乎连成裂纹，蠕变损伤和早期失效较大．因此，对于上述异种钢焊接接头采用中匹配焊缝较为合理．

异种钢焊接接头碳迁移试验现象的分析

针对奥氏体不锈钢和铁素体类耐热钢两类母材金属的特点以及相应的焊接工艺 ,为了研究时效因素对异种钢焊接接头碳迁移的影响规律 ,利用电子探针测定了铁素体母材一侧界面的碳分布状态 ,并为此设计了三个系列的试验 ,讨论了利用最小二乘法对试验数据进行拟合和对异种钢接头界面两侧碳迁移进行状态辨识的可能性 ,并从现象学上对碳迁移试验结果及拟合结果进行了分析。通过对试验结果的分析 ,发现随着服役温度的提高和时间的延长 ,碳迁移加剧 ,异种钢接头的增、脱碳层也逐渐变宽 ;对于这种接头的碳迁移 。

纳米高温耐磨复合涂层的性能研究

利用纳米材料高的比表面能和表面活性开发电站高温耐磨涂料。试验在普通粉料FM 6 5 0中添加纳米材料制成涂料 ,对涂层的结合强度、耐磨性和热震性分别进行了试验。结果表明 :FM 6 5 0涂层的结合强度从 2 .90MPa提高到了 3.4 9MPa ,采用单面涂层降低气孔的影响则涂层强度从 6 .2 6MPa提高到了 10 .4 3MPa ;耐磨性和致密性均有很大提高 ;纳米Al2 O3/SiO2 的加入改善了涂层与钢的膨胀系数匹配程度 ,不经低温 80℃ /15 0℃处理涂层仍具有良好的耐热震性能。

马氏体/贝氏体异种耐热钢焊接接头界面蠕变失效数值模拟

采用有限元法对高、中、低匹配马氏体T91与贝氏体G102异种耐热钢接头在560℃、不同外加轴向拉应力条件下的蠕变最大主应力、von Mises等效应力进行数值模拟,并通过加速试验对模拟结果进行验证。结果表明,低匹配接头焊缝/G102界面附近最大主应力数值很高,蠕变孔洞易于在焊缝/G102界面形成。高匹配接头焊缝/低强母材界面的最大应力和von Mises等效应力数值很高,孔洞易于形核、扩张。中匹配接头焊缝/G102界面附近最大主应力和von Mises等效应力最小。加速试验后低匹配接头焊缝/G102界面发生蠕变断裂,高匹配接头焊缝/G102界面处的蠕变孔洞几乎连成裂纹,中匹配接头焊缝/G102界面附近的晶界仅存在个别孤立蠕变孔洞,早期失效倾向最小。数值模拟结果与加速试验结果一致。

超超临界机组奥氏体/马氏体异种钢接头蠕变数值模拟

采用有限元方法对超超临界火电机组中新型奥氏体耐热钢HR3C/马氏体耐热钢T91异种钢接头在600℃/42.26 MPa内压作用下的最大蠕变主应力、von Mises等效应力和应力三轴度进行了数值模拟.结果表明,对于HR3C/T91异种钢接头,最大主应力峰值位于焊缝/T91界面附近区域,蠕变孔洞易于在焊缝/T91界面区域形成;von Mi-ses等效应力峰值同样位于焊缝/T91界面附近区域,因而,焊缝/T91界面区域内的蠕变孔洞易于扩张;应力三轴度的峰值分别位于HR3C/焊缝和焊缝/T91界面处,与界面重合.焊缝/T91界面处的应力三轴度数值较大、变化较小,采用应力三轴度可以更准确地描述HR3C/T91异种钢接头界面蠕变孔洞扩张及裂纹扩展特性,焊缝/T91界面为接头的薄弱环节.

异种钢焊接接头高温时效碳迁移的有限差分计算

异种钢焊接接头碳迁移规律的解析解已被很多学者所研究 ,由于其假定条件的理想化 ,使得解析解与实际结果相差较大。本文试图采用有限差分法寻求碳迁移的数值解 ,并利用扩散通量和扩散驱动力活度的知识处理了网络的内边界问题 ,讨论了有限差分方程的稳定性、收敛性以及对边界条件的稳定性。计算结果表明 ,用有限差分法进行异种钢接头界面碳迁移状态辨识与试验结果碳分布的趋势较为接近。

10Cr9Mo1VNbN/12Cr1MoV异种钢焊接接头的蠕变损伤及界面失效

针对马氏体耐热钢 10Cr9Mo1VNbN和珠光体耐热钢 12Cr1MoV ,采用TGS -9cb、H10Cr5Mo、TR31三种焊丝形成高、中、低匹配焊接接头 ,利用脉冲电流氩弧焊、高温加速模拟工况、力学性能试验及电子显微分析 ,研究了 10Cr9Mo1VNbN/ 12Cr1MoV异种钢焊接接头的力学性能、高温强度、界面蠕变损伤及失效特征。试验结果表明 ,焊前预热 2 5 0℃ ,焊后回火 75 0℃× 1h ,加速模拟运行 5 0 0h后 ,高匹配和中匹配接头的力学性能劣化明显 ,界面蠕变损伤及失效倾向较大 ;而低匹配接头的力学性能优于高匹配和中匹配接头 ,界面蠕变损伤较轻 ,失效倾向较小。因此 ,选用TR31焊丝作为10Cr9Mo1VNbN/ 12Cr1MoV异种钢焊接接头的填充材料较为合适。

耐热钢持久强度的统计特性及其在寿命评估中的应用

采用统计方法对 12CrMo1V和 2 .2 5Cr Mo钢的持久强度数据进行统计分析 ,确定其分布类型和分布参数 ,并运用蒙特卡罗模拟法评定电站管道等高温承压部件的可靠寿命。研究结果表明 ,12Cr1MoV和 2 .2 5Cr Mo钢的持久强度σ5401 0 4 均服从对数正态分布 ,利用持久强度的统计特性预测高温承压部件的寿命 ,合理考虑持久强度的分散性对结构寿命的影响 ,可提高寿命预测的可靠度。

基于神经网络的异种钢焊接接头高温时效碳迁移的系统辨识与预测

讨论了人工神经网络 (下称ANN)技术用于异种钢焊接接头碳迁移状态辨识的可行性 ,分析了ANN中的BP算法用于碳迁移所面临的问题 ,提出了用随机迭代和变步长的方法来防止网络振荡和加速网络收敛 ,用改进的BPN算法进行异种钢焊接接头碳迁移的状态辨识 。

用可靠性方法管理电站重要损伤部件

评估带有操作的部件在其剩余寿命阶段的运行可行对老龄、超龄机组的寿命管理有重要意义。本文以上海某电厂＃５机转子和陕西某电厂＃１机低压转子的数据为基础，动用一次二阶矩法和蒙特卡洛模拟法计算和讨论了它们在寿命各阶段的可靠度。计算表明，这些转子在计算的状态下，可靠度可视为１００％，但经过一定起停周次后可靠度开始降低。１号机转子从当前状态开始再起停２６次其可靠度将降至９９．９９６６％。若再起停７次。

WB36钢临界再热粗晶区组织性能

用热模拟方法研究了WB36钢(15NiCuMoNb5)临界再热粗晶区(IRCGHAZ)组织特征及性能,分析组织转变过程及M-A组元形成原因,揭示了IRCGHAZ脆化机理。结果表明,IRCGHAZ保持粗大的板条状马氏体组织特征,形成了密集的M-A组元,其中条状M-A组元分布于马氏体板条间,而在原始奥氏体晶界形成链状M-A组元。与一次粗晶区(CGHAZ)、二次粗晶区及过临界再热粗晶区(SCCGHAZ)相比,IRCGHAZ的韧性最低,它将导致接头的局部脆化现象。IRCGHAZ脆化的主要原因是存在于晶内的条状M-A组元,而不是分布于晶界的粒状M-A组元,这是由于条状M-A组元比颗粒状M-A组元更容易引起解理断裂。

焊缝蠕变强度对马氏体/贝氏体异种钢接头界面蠕变损伤的影响

采用脉冲氩弧焊接工艺、高温加速模拟、扫描电镜观察研究了不同焊缝蠕变强度匹配条件下,马氏体耐热钢(9Cr1MoVNbN)与贝氏体耐热钢(12Cr2MoWVTiB)焊接接头的界面蠕变损伤、破坏特征及早期失效倾向。结果表明,焊前预热250℃,焊后回火750℃×1h条件下,加速模拟运行500,1000,1500h后低匹配接头中焊缝/贝氏体钢界面的蠕变损伤最严重,发生了界面蠕变断裂,早期失效倾向较大;而高匹配接头中焊缝/贝氏体钢界面的蠕变孔洞几乎连成裂纹,蠕变损伤和早期失效较大;而中匹配接头的界面蠕变损伤程度最轻,仅发现少量孤立蠕变孔洞,早期失效倾向最小。

P91钢焊接接头Ⅳ型裂纹力学控制参量有限元模拟

采用有限元方法对马氏体耐热钢(P91)焊接接头在温度为600℃、应力为80MPa下的最大主应力、von Mises等效应力、等效蠕变应变和应力三轴度进行了数值模拟.结果表明,在接头上下坡口交界处细晶热影响区(FGHAZ)两侧的最大主应力和von Mises等效应力很高,蠕变变形主要集中在FGHAZ,等效蠕变应变的最大值位于FGHAZ的底部.受焊缝和母材的强烈拘束,上下坡口交界处FGHAZ内应力三轴度最大,容易形成蠕变裂纹,导致接头蠕变开裂.数值模拟结果与试验获得的IV型裂纹产生、扩展结果一致.因此采用应力三轴度表征IV型裂纹开裂比较合理.

电厂锅炉耐磨防护涂层的研究及应用

为了解决电厂锅炉“四管”等设备的腐蚀和磨损问题 ,应用当今流行的凝胶和超微粉技术 ,研制了应用于烟道和风机、省煤器和再热器、过热器、水冷壁等设备的系列涂料 ,该系列涂料在各种温度下的综合性能优良 ,对设备的腐蚀和磨损有良好的保护作用。

纳米Al_2O_3/SiO_2对高温耐磨涂料性能影响的研究

纳米材料具有许多优异的性能 ,随着粒径减小 ,比表面能大大增加 ,键态严重失配出现许多活性中心。利用纳米材料高的比表面能和表面活性可开发电站高温耐磨涂料。通过在普通粉料 FM65 0中添加纳米材料涂料 ,对涂层的结合强度、耐磨性和抗剥离性分别进行了试验。试验结果表明 FM65 0涂层的结合强度从 3MPa提高到了 1 0 MPa;耐磨性有很大提高 ;纳米材料的加入改善了涂层与钢的膨胀系数匹配程度 ,不经低温 80℃ /1 5 0℃处理 ,涂层升温和冷却的抗剥离性能并没有下降 ,因而简化了工艺、节约了能源。