[发明专利]奥氏体耐热钢磁性转变及氧化皮寿命评估方法

说明书

本发明公开了一种奥氏体耐热钢磁性转变及氧化皮寿命评估方法，包括数据采集：实时对服役的奥氏体耐热钢的磁性以及氧化皮厚度进行检测，获取磁性变化以及氧化皮厚度变化数据；失效检测：奥氏体耐热钢失效时进行失效磁性以及氧化皮厚度进行检测，获取磁性阈值以及氧化皮厚度阈值；拟合分析：根据奥氏体耐热钢的磁性变化以及氧化皮厚度变化数据进行拟合分析，获取磁性与氧化皮厚度在时间轴上的拟合关系曲线；寿命评估：检测服役中的奥氏体耐热钢的磁性强度确定其对应的时间点，寿命阈值时间点减去已服役时间点即为奥氏体耐热钢的剩余寿命，本发明设计合理，降低了奥氏体耐热钢在使用过程中发生爆管的风险，保证了奥氏体耐热钢的正常使用。

技术领域

本发明涉及火电设备技术领域，尤其涉及一种奥氏体耐热钢磁性转变及氧化皮寿命评估方法。

背景技术

奥氏体耐热钢(如TP347、TP347和HR3C等)因具有更高的高温持久强度、许用应力和更好的抗氧化性能，常被应用于核电厂和火力发电厂服役温度更高的部件。当部件中存在裂纹等缺陷时，可以采用射线、超声波等方法进行无损检测。为提高部件的安全性,常需要对材质在裂纹萌生之前的老化程度进行检测。在实际服役机组中奥氏体耐热钢的氧化皮带来的潜在危险依然是奥氏体耐热钢爆管的主要原因之一。

发电设备常用的奥氏体耐热钢如TP347、TP347H和HR3C等,属于亚稳定的奥氏体钢(因其含有的奥氏体稳定化元素较少),具有顺磁性。伴随着材质劣化和蠕变损伤,奥氏体会转变为马氏体(α′)而呈现出较强的铁磁性。磁性是对材料显微组织变化较敏感的物理性能,且磁性的强弱与马氏体的转变量及材质劣化程度有较好的对应关系。

我国现有超超临界燃煤机组奥氏体耐热钢存在的磁性转变以及/或者由此产生的氧化皮等问题，并且在役过程中其高温性能逐渐下降，影响机组的服役寿命，并造成严重的安全隐患。通过广泛的现场调研和深入分析，发现其根本原因在于我国尚未对超超临界燃煤机组奥氏体耐热钢磁性转变机理及由此带来的劣化性能开展深入的研究，虽然对氧化皮开展了大量的研究，但是磁性转变与氧化皮产生规律以及奥氏体耐热钢劣化规律认识不清、机理缺失，缺乏相关的监控技术和有效准则。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述问题，提供一种奥氏体耐热钢磁性转变及氧化皮寿命评估方法，能够全面地对奥氏体耐热钢的寿命进行评估，降低奥氏体耐热钢在使用过程中发生爆管的风险，保证奥氏体耐热钢的正常使用。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明是通过以下技术方案实现：一种奥氏体耐热钢磁性转变及氧化皮寿命评估方法，包括如下步骤：

S100、数据采集：在奥氏体耐热钢服役过程中，实时对奥氏体耐热钢的磁性以及氧化皮厚度进行检测，获取奥氏体耐热钢磁性变化数据以及氧化皮厚度变化数据；

S200、失效检测：持续对奥氏体耐热钢进行监测直至奥氏体耐热钢失效，此时进行奥氏体耐热钢的失效磁性以及氧化皮厚度进行检测，获取奥氏体耐热钢失效时的磁性阈值以及氧化皮厚度阈值；

S300、拟合分析：根据奥氏体耐热钢的磁性变化数据以及氧化皮厚度变化数据进行拟合分析，获取奥氏体耐热钢磁性与氧化皮厚度在时间轴上的拟合关系曲线；

S400、寿命评估：检测服役中的奥氏体耐热钢的磁性强度并在拟合关系曲线上确定其对应的时间点，寿命阈值时间点减去已服役时间点即为奥氏体耐热钢的剩余寿命。

优选地，上述奥氏体耐热钢磁性转变及氧化皮寿命评估方法中，步骤S100中，奥氏体耐热钢磁性变化数据与氧化皮厚度变化数据采取同步检测采集，获取奥氏体耐热钢磁性与的氧化皮厚度随时间变化的数据对。

优选地，上述奥氏体耐热钢磁性转变及氧化皮寿命评估方法中，步骤S100中的奥氏体耐热钢的磁性采用振动样品强磁计进行检测，奥氏体耐热钢的氧化皮厚度采用超声波测厚仪进行检测。