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不锈钢锅炉管的应力和恒速爬行速度对爬行失效的影响

作者:admin 发布时间:2021-09-14 09:29:16点击:

不锈钢锅炉管往往因爬行而丧失工作能力,因此,对这些不锈钢管进行强度计算,必须考虑爬行故障。

蠕变限制和持续强度是考虑蠕变故障的两个高温强度特性。

一、蠕变了。

图3-5给出在某个温度下对应3个不同应力的3条蠕变曲线。

应力σ1大,试验时间(数千至1万小时)以内被切断的应力σ2小于σ1,试验时间内不锈钢锅炉管没有被切断,但引起一定蠕变速度Vc(恒速期)的应力σ3小于σ2,试验时间内试验品不仅没有被切断,而且恒速期的蠕变速度为零。

取锅炉管中的应力为σ,工作中蠕变现象短时间消失,似乎非常安全。但是,在高温下不会引起蠕变的应力很小,不仅浪费了不锈钢管。此外,由于壁厚,附加交变温度应力大,有时不安全。

不锈钢锅炉管道在整个工作期间内不能积累蠕变,一般有允许值[冷冻]:不锈钢锅炉管道各国规定[冷冻]=1%(其原因详见3-4)其他要求变形严格的高温部件,如汽轮机中的部分部件,规定[冷冻]=0.1%。

根据以上情况,将某个温度在指定的工作期间内容许总变形的应力称为蠕变限制,以此为基础进行高温强度计算。高温部件中的工作应力小于蠕变限制,部件可靠。

不锈钢锅炉管的工作期限现在很多国家都取得了10万小时(约12年),考试时间应该取得工作期间的10分之1,即1万小时,这时延长到10万小时的收入总变形是可靠的。

对应上述应力的蠕变速度(恒速期),无视相对较少的△3-5)时,应该。

Vc=[冷冻]/tatu中:[冷冻]-允许总变形

tu-指定工作期限。

    则锅炉元件的蠕变速度为。

    Vc=1%/10 5小时=10 -5    %/小时。

因此,不锈钢锅炉管的蠕变限制也可以表示在某个温度下爬行速度相当于10-5个小时的应力。

不锈钢锅炉管爬行限制常用σ符号表示。

大量试验结果表明,在一定温度下,应力与恒速期蠕变速度有以下近似关系

vc=aσb。

式中:a、b-与不锈钢管材质、温度相关的常数。

以lgσ-lgVc为坐标,需要直线关系。根据一些应力较大的试验数据。通过延伸法可以要求Vc=10-5%/小时的蠕变限制。需要注意的是,有时候在这段关系中会出现观折点,使折线向左下方转折,所以考试时间过短,过长直线,可能会得到不准确的猜测结果。

对于不锈钢锅炉管,蠕变本身不影响锅炉的工作。不锈钢锅炉管的允许总变形值应根据锅炉钢管的持久塑性(§3-4)值来确定,而不同锅炉钢管在不同工作温度下的持久塑性值相差很大,笼统地规定一个允许总变形值为1%,具有很大的近似性。近些年,这个蠕变强度指标在一些国家的不锈钢管强度计算标准中不再应用,而被另一个能更好地反映锅炉钢管失效特点的强度指标——“持久强度”所代替。苏联1956年以后的标准均不再应用蠕变限,而是采用持久强度。联邦德国的TRD蒸汽锅炉技术规程在保证可靠性高的条件下,同时考虑爬行限制和持续强度的高温强度问题,一般只使用持续强度。但而,美国的标准仍然使用蠕变限制来考虑高温强度。


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