高温受热管蒸汽侧金属氧化膜失效问题研究

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1、分类号：ＴＫ２２３．３２＇—－．密级：公开令－．＊—＊■－－＊￣—－－＾－？－＾ｒ＾ｊｒ＊１．：．＞－ｌ－－；ＵＤＣ．：６２１１＊■￣－＾Ｐ－＂＊Ｌ？＇？．，：３？—＇—１１９０５４学号；＿？：－，．；稀齊司司爾誠鍵，换藻——＇－＇－’；‘－＇－：：－：可－ｍ＇＾；；１ｌ＇＾Ａｉｒ４ｎｉ獻１ｒｖＶｆＶ；絲杂公霉曲惨．博±学位论文高温受热管蒸汽侧金属氧化膜失效问题研究研究生姓名：黄军林导师姓名：

2、周克毀申请学仿类别工学博±学份授予单仿东巧大学一级学科名承乐动力工程及工程热物理论文答辩日期２０巧年２日１１月２二级学科名称热能工程学仿按予日斯２０年月日答辩委员会主席赵建平教授评阅人２０１５年１１月表兩？：ｋ參博±学位论文高温受热管蒸汽侧金属氧化膜失效问题硏究专业名務：动力工程及工涯热物通研究生姓名；黃军林导师姓名；周克毅本文获国家自然科学基金面上项目（５１１７６０３１）和教育部博击点基金项目（２０１１００９２１１０００５

3、）资助。ＯＮＴＨＥＦＡＩＬＵＲＥＯＦＳＴＥＡＭ－ＳＩＤＥＯＸＩＤＥＳＣＡＬＥＳＯＮＨＩＧＨＴＥＭＰＥＲＡＴＵＲＥＳ了ＢＡＭＧＥＮＥＲＡＴＩＯＮＣＯＭＰＯＮＥＮＴＳＡＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎＳｕｂｍｉｔｔｅｄｔｏＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＦｏｒ化ｅＡｃａｄｅｍｉｃＤｅｒｅｅｏｆＤｏｃｔｏｒｏｆＥｎｉｎｅｅｒｉｎｇｇｇＢＹＳｕｅｒｖｉｓｅｄｂｐｙＳｃｈｏｏｌｏｆＥｎｅｒｇｙａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔＳｏ

4、ｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＳｅｔ：ｅｍｂｅｒ２０１５ｐ东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研巧工作及取得的研巧成果。尽我所知，除了文中特别加标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料一。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。－＞＜．＾奇切＞化Ｕ研巧生签名；；曰期东南大学学位论文使用授校污明东南

5、大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可Ｗ采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可Ｗ公布（包括Ｗ电子信息形式刊登）论文的全部内容或中、英文摘要等部分内容。论文的公布（包括Ｗ电子信息形式刊登）授权东南大学研巧生院办理。东巧：研巧生签名：華蛛导师《名巧期＾摘要一高温受热管蒸汽侧氧化膜在定条件下可能发生开裂，、隆起、脱落等失效行为严重影响

6、发电机组的安全经济运行，但。目前关于高温受热管常用管材的高温蒸汽氧化动力学己开展了大量研巧关于蒸汽侧氧化膜失效问题的研究却相对滞后，这不仅不能满足在役发电机组提高安全性和经济性一的迫切要求。在此情况，同时也严重制约了未来发电机沮向更高参数、更大容量方向的进步发展，本文困绕火电机组高温受热管蒸汽侧氧化膜失效问题下，采用解析建模、数值模拟和实验研究相结合的方法进行了系统研究，主要内容包括Ｗ下五方面。（１）考虑蒸汽侧氧化膜生长对管壁温度和应力的持续影响，建立了高温受热管的蠕变寿命预测

7、模型，相较于。在预测氧化膜生长时考虑了氧化膜的生长温度随氧化膜自身生长而同时发生的变化＂＂传统定生长温度模型可Ｗ得到更准确的预测结果。计算确定出了蒸汽侧氧化膜厚度与Ｔ９１合金过热器受热管残余蠕变寿命之间的对应关系，使只需在机组停机维护阶段测量蒸汽侧氧化膜的厚度便可估算出受热管的残余蠕变寿命，从而可为更换受热管提供决策依据；拟合出了受热管蠕变寿命一与管内蒸汽温度及蒸汽流量之间的计算关巧式，使可１＾１确定出满足某蠕变寿命期望值所能允许的最高蒸汽温度和最小蒸汽流量，送可为高温受热面的设计优化

8、和合理选材提供必要数据。一（２）提出种识别基体塑性变形レッ及氧化膜不同形式失效行为的新方法，并在此基础上探索出一整套测量蒸汽侧氧化膜临界开裂应变的实验方案了：基于声发射检测技术，开展受热管蒸汽侧氧化膜拉伸失效实验，通过对比分析纯基体试样和带氧化膜试样不同实验阶段产生的声发姑信号的ＦＦＴ特ＳＥＭ征频谱，并结合思微观测，提出利用声发射信号特征峰频的分布区间差异来识别基体塑性变形、氧化膜垂直开裂Ｗ及氧化膜／基体界