含埋藏球形缺陷管道蠕变裂纹萌生寿命的预测

文中利用有限元方法,实现了高温条件下对含埋藏球形缺陷管道蠕变裂纹萌生时间的计算和预测,建立了108个有限元模型,涵盖了广泛的尺寸因素和载荷因素:3种径厚比(R_i/T),3种缺陷尺寸(a/T),3种缺陷位置(e/T)和4种内压(p).提出一个新的参量——平均等效应力,它不仅能够表征整个蠕变过程的应力状态,也能表征整个蠕变过程的损伤发展.通过非线性回归分别得到蠕变裂纹萌生时间与平均等效应力的函数关系以及径厚比(R_i/T),缺陷尺寸(a/T),缺陷位置(e/T)和内压(p)与平均等效应力的函数关系,从而得到各尺寸因素(R_i/T,a/T,e/T)和载荷因素(p)与裂纹萌生时间的函数关系,即蠕变裂纹萌生时间预测公式.

国产P92钢的蠕变裂纹扩展行为研究

对国产P92钢开展了600℃蠕变试验,得到了蠕变变形曲线、蠕变指数和蠕变延性等,再在600℃进行蠕变裂纹扩展行为试验研究,得到了蠕变裂纹萌生时间和蠕变裂纹扩展速率与蠕变断裂力学参量C^(*)的关系,将国产P92钢的性能与BS 7910数据进行比较,评估NSW模型的预测效果,计算得到材料的蠕变断裂韧性。结果表明,蠕变裂纹萌生时间和蠕变裂纹扩展速率与蠕变断裂力学参量C^(*)之间有较好的双对数线性相关性。国产P92钢的蠕变裂纹扩展性能优于BS 7910中9%Cr钢的平均性能,NSW模型的平面应力预测结果与试验数据接近,材料的蠕变断裂韧性随着服役时间的增大逐渐降低。该研究结果可以用于评估长期服役高温结构的安全性。