[发明专利]不锈钢焊材热老化-应力-腐蚀耦合作用的评价方法

说明书

本发明公开了一种不锈钢焊材热老化‑应力‑腐蚀耦合作用的评价方法，其特征在于，所述评价方法包括如下步骤：对部件进行热老化试验，计算得到活化能；通过多个载荷的裂纹萌生试验获得裂纹萌生时间，通过拟合获得载荷加速系数；获得部件的实际服役载荷大小，并获得对应的实际服役温度；建立载荷和温度之间的关系式；基于所述载荷和温度之间的关系式，采用根据温度确定载荷的方法，先设定试验温度，再计算试验载荷；或，采用根据载荷确定温度的方法，先设定试验载荷，再计算试验温度；开展试验，并获得裂纹萌生时间；计算实际服役条件下的开裂时间，即得到部件的最终服役时间，完成评价。

技术领域

本发明涉及属于金属腐蚀与防护领域的技术领域，具体涉及一种不锈钢焊材热老化-应力-腐蚀耦合作用的评价方法。

背景技术

不锈钢焊材是核电厂压力容器内壁堆焊层、主管道焊接接头等重要部件用材。其含有铁素体相，长期在高温高压服役过程中，存在热老化问题。同时其面临高温高压水环境，存在腐蚀问题，在结构载荷等作用下承受拉应力。因此热老化-应力-腐蚀耦合作用是不锈钢焊材实际面临的服役条件。

针对含有铁素体相的不锈钢，传统服役行为评价方法是先热老化然后进行腐蚀和应力腐蚀试验，这只能评价某一瞬间老化状态的性能，无法反映长期服役下的持续同步变化过程。且有研究表明，应力作用下热老化行为与不存在应力作用下热老化行为不同，可能存在各向异性的热老化组织转变，因此传统的分隔进行热老化和应力腐蚀的方法，不能反映实际部件同时承受热老化-应力-腐蚀耦合作用下服役状态，无法准确评估其服役寿命，继续开发一种新型的不锈钢焊材热老化-应力-腐蚀耦合作用的评价方法。

发明内容

有鉴于此，为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种不锈钢焊材热老化-应力-腐蚀耦合作用的评价方法，用于评价在热老化-应力-腐蚀耦合作用下部件的实际服役寿命。

为了达到上述目的，本发明采用以下的技术方案：

一种不锈钢焊材热老化-应力-腐蚀耦合作用的评价方法，其特征在于，所述评价方法包括如下步骤：

对部件进行热老化试验，计算得到活化能；

通过多个载荷的裂纹萌生试验获得裂纹萌生时间，通过拟合获得载荷加速系数；

获得部件的实际服役载荷大小，并获得对应的实际服役温度；

建立载荷和温度之间的关系式；

基于所述载荷和温度之间的关系式，采用根据温度确定载荷的方法，先设定试验温度，再计算试验载荷；或，采用根据载荷确定温度的方法，先设定试验载荷，再计算试验温度；

开展试验，并获得裂纹萌生时间；

计算实际服役条件下的开裂时间，即得到部件的最终服役时间，完成评价。根据本发明的一些优选实施方面，部件的服役时间根据公式(1)计算得到：

t₂/t₁＝exp(Q/R(1/T₂-1/T₁))   (1)

式中，t₁为试验时间，t₂为服役时间，T₁为试验温度，T₂为服役温度，Q为活化能，R为气体常数。

根据本发明的一些优选实施方面，部件的服役时间根据公式(2)计算得到：

t₃/t₄＝σ₁^(-n)/σ₂^(-n)＝σ₂ⁿ/σ₁ⁿ   (2)