[发明专利]老化态纯铝线或铝合金线屈服强度的预测公式和预测方法

说明书

本发明提供了一种老化态纯铝或铝合金先屈服强度的预测方法，在此之前，本申请首先提供了老化态纯铝线或铝合金线屈服强度的预测公式以及该预测公式的获得方法。本申请提供的预测方法可以根据架空铝线或铝合金线的服役温度和服役时间快速预测铝线或铝合金线的屈服强度，实现了对架空铝线及铝合金线屈服强度的实时监控，便于在架空线承载能力低于实际附载时及时采取措施，从而降低了架空铝及铝合金线突然断线造成的损失。此外，本发明对其它退火态金属线材屈服强度预测具有指导和借鉴意义。

技术领域

本发明涉及铝及铝合金服役性能预测研究领域，尤其涉及一种老化态铝线或铝合金线屈服强度的预测公式和预测方法。

背景技术

电力是国民经济建设和人类社会活动的重要能量来源。我国主要电力生产企业大多分布中边疆地区，而重要的用电城市多数在东部沿海地区，因而很多电力资源需要进行长距离输送。架空导线是长距离输电线路最重要载体，是电力能源输送的“大动脉”。国家电网承担着保障电力供应的使命，为企业的生产活动源源不断地提供电力能源。

由于我国地域辽阔，不同区域的自然环境、地形地貌、水文条件具有一定的差异性，高压架空线路通常在山区、丘陵、高山等区域广泛应用。综合考虑性能和经济因素，铝及铝合金线是目前架空输电领域常用的导体材料。

架空导线通常需承受风吹载荷、覆冰载荷和自重载荷，所以强度是架空铝线重要的性能指标，与架空铝线的服役安全性密切相关。然而，受自然环境因素(山火、雷击)、人为因素(线路扩容)和材料自身性质(自身电阻)的影响，架空铝线的服役温度远高于室温，当温度升高至某一临界值时，会对铝线的微观组织结构造成不可逆的改变，导致架空铝线力学性能下降，增大断线失效的风险。

架空铝线在温度影响下力学性能衰退的现象被称为架空导线的老化现象。另外，随着热服役时间的延长和热服役温度的改变，架空铝线的强度时刻处于动态变化中，如果能够通过公式计算得到铝及铝合金线在不同服役温度和不同服役时间条件下的强度，那么会随时掌握架空铝线的强度数据，避免因为老化态铝线强度的下降导致导线失效。因此，老化态铝及铝合金线强度的预测具有非常重要的工程意义。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种老化态纯铝线或铝合金线屈服强度的预测方法，该方法具有较高的准确性。

有鉴于此，本申请提供了一种老化态纯铝线或铝合金线屈服强度的预测公式，如式(Ⅰ)所示：

σ_T＝σ_i+(σ₀-σ_i)·e^-k·t (Ⅰ)；

式中，σ_T是服役温度为T、时间为t时工业纯铝线或铝合金线的屈服强度；

T是工业纯铝线或铝合金线的服役温度；

t是工业纯铝线或铝合金线的服役时间；

σ_i是服役温度为T时工业纯铝线或铝合金线的极限屈服强度；

σ₀是拉拔态工业纯铝线或铝合金线的屈服强度；

k为工业纯铝线或铝合金线在不同服役温度下的一系列老化速率。

优选的，所述k为0.2、1.0、1.1、1.2或2.0。

本申请还提供了所述的老化态纯铝或铝合金线屈服强度预测公式的获得方法，包括以下步骤：

A)测试拉拔态纯铝线或铝合金线的屈服强度σ₀；

B)测试退火温度T和时间t的纯铝线或铝合金线的屈服强度σ_T；