钢蠕变—疲劳特性研究及蒸汽管道的寿命评估

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1、摘要论文题目:Pgl钢蠕变-疲劳特性研究及蒸汽管道的寿命评估学科专业:机械设计及理论研究生:张戊林签名:张倪气指导教师:宋俐教授签名:一平摘要在我国的石油化工、航空航天、火力发电等行业，有大量的设备和容器长期工作在高温、高压工况下。由于这些设备和容器承受较高的温度和复杂载荷作用，要求它们具有一定的可靠寿命对于保障人员和财产安全意义重大。在火力发电厂，锅炉及蒸汽管道工作在高温和循环载荷工况下，它们的典型失效形式主要为疲劳、蠕变及疲劳蠕变交互作用引起的材料破坏。本文以电站锅炉Pgl钢蒸汽管道为研究对象

2、，其主要研究工作包括:运用ANSYS有限元软件，对处于高温高压工况下的Pgl钢直管、90。弯管及三通管进行应力分析;计算了三种管子的应力分布;分析和讨论了椭圆度和热应力对弯管危险部位应力分布的影响，为降低管道应力及寿命评估提供了参考依据。对电站锅炉用Pgl钢进行蠕变、疲劳及蠕变一疲劳交互试验，通过对试验结果进行分析和处理，得出Pgl钢的蠕变、疲劳及蠕变一疲劳交互作用材料特性及蠕变一疲劳损伤图。根据有限元计算结果及实验数据，分别用持久强度法及P91钢蠕变一疲劳损伤图对宁海电厂2号机组的Pgl钢蒸汽管

3、道直段和弯头进行蠕变一疲劳寿命评估。评估结果表明，宁海电厂2号机组Pgl钢蒸汽管道目前运行安全，并仍有较长的剩余寿命。关键字:Pgl钢;蠕变;疲劳;蠕变一疲劳交互作用;寿命评估sbst旧CtTit!e:STUDYONCREEP一队下!GUEINTERACT!ONOFP91STEELANDL!FEASSESSMENTOFSTEAMPIPESMajor:MechanicalDesignandTheoryName:ZhangwuLin5ign。tur。:璨吵SuPervisor:Prof.LiSONG5

4、ignature:AbstraCtVesselsandequiPmentsusedinPetroehemiealindustry，Powergeneration，aviationandaero印aceand50onusuallyworkundersituationofhighte哪eratureandhighPressure.BeeauseoftheireomPlexworkeondition，theerediblelifePredietionofthevesselsandequiPmenis15

5、eritiealforthesaveProduetion.InthethermalPowerPlants，boilersandsteamPIPeworkunderhightemPeratureandeyelieloading，theirtyPiealfailur15fatigue，ereePandereeP一几tigueinteractiondamageofmaterial.ThesteamPIPeofPglsteelusedintheboiler、vaschoosedastheobjeet，th

6、emainresearchesareasfollows:FiniteelementanalysiswascarriedoutforstraightPIPe，900elbowsandunionteemadefromPg1steelsthedistributionofstressinthePIPewasdeseribed.InflueneeofovalityandtemPeraturevariationonthemaxlrn切rnstressofsteamPIPewasdiseussed.Alloft

7、hemProvidearefereneeforeorporationtoevaluatethelifeandredueethestressofPIPeline.ExPerimenisoffatigue，creePandereeP一fatigueinieraetionwereearriedoutforPglsteel.BasedontheexPerimentresults，theProPertiesofPglsteel，suehascreePeurve，fatigueeurve，ereeP一fati

8、guedamagemapandete.，wereobtained.BasedonthenumeriealresultsandexPerimenialdata，thelifeofstraightPIPeand900elbowsofsteampipelineforNinghaipowerPlantwereevaluatedbybothend而ngstrengthmethodandcreeP一fatiguedamagemap.Assessmeniindieatedthatthesteam