[发明专利]一种基于电化学技术评估耐热钢老化状态的方法

说明书

本发明公开了一种基于电化学技术评估耐热钢老化状态的方法，包括如下步骤：选取已知的不同老化状态的耐热钢材料，将耐热钢材料制备成电化学测试工作电极，组建电化学测试系统；对不同老化状态的耐热钢材料进行常温电化学测试，得到不同老化程度的耐热钢材料的极化曲线；计算不同极化曲线的峰值电流电荷量，建立峰值电流电荷量与耐热钢老化程度的对应趋势关系；对需进行老化评估的待测耐热钢材料进行现场的电化学测试，依据已建立的峰值电流电荷量与耐热钢老化程度的对应趋势关系，评估待测耐热钢材料的老化程度。该方法具有老化程度评估可量化的优势，评估结果较可靠，且可直接进行现场测试，灵敏度高，实时性好，方便快捷。

技术领域

本发明属于耐热钢材料老化评估领域，具体涉及一种基于电化学技术评估耐热钢老化状态的方法。

背景技术

火电厂的一些关键部件长期在高温高压工况下运行，且面临机组频繁调峰过程中的负荷变化，经温度和应力的长期双重作用后，关键部件材料不可避免的发生不同程度的蠕变损伤乃至失效；精确估算其剩余寿命，评估其老化状态，预先提出合理的维护策略具有重要的经济及社会意义。

目前已建立了针对碳钢和低合金耐热钢组织老化或球化的专用评级标准(如DL/T674、DL/T 773和DL/T 999等)，用于碳钢和低合金的老化评级。而目前超临界和超超临界机组主蒸汽管道、再热蒸汽管道等关键部件使用的是9％～12％ Cr马氏体耐热钢，马氏体耐热钢的老化规律与低合金钢和碳钢有着显著差别，现有的老化评估标准无法完全适用于马氏体耐热钢。

马氏体耐热钢老化的根本原因为第二相粒子的聚集粗化和有害相的析出，因此检测第二项粒子的含量对于预测材料蠕变寿命具有重要意义。若能开发一种现场可用的检测方法，既可直接量化材料的显微组织演变程度，又无需对管件进行破坏，将极大地解决马氏体钢关键部件的现场检测问题。而电化学测试方法具有灵敏度高、实时性好等优点，且电化学特征参数与材料中第二相粒子分布密切相关，电化学特征参数会随着合金组织老化而发生变化，从而可以对合金的老化劣化程度进行定量的判定。目前日本的研究人员已开展一些利用电化学方法评估9％Cr马氏体耐热钢组织老化的研究，如：Komazaki S I,Kishi S,Shoji T,et al.Creep and Fatigue at Elevated Temperatures.Influence of Pre-Aging on Creep Rupture Strength of Tungsten Alloyed 9％Cr Ferritic Steel andCreep Damage Evaluation by Electrochemical Method[J].JSME InternationalJournal Series A,2002,45(1):30-38。但该研究以电流密度为评价标准，现场应用时可能受到其它外界因素干扰，且该方法处于实验室研究阶段，还未形成一套系统的现场可用的老化评估体系，难以在现场广泛推广应用，因此亟待开发出一套新的现场可用的老化评估技术。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种基于电化学技术评估耐热钢老化状态的方法；该方法以电化学极化曲线峰值电流电荷量为评价标准评估耐热钢老化状态，具有老化程度评估可量化的优势，评估结果较可靠，且可直接进行现场测试，灵敏度高，实时性好，方便快捷。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

一种基于电化学技术评估耐热钢老化状态的方法，包括如下步骤：

S1，选取已知的不同老化状态的耐热钢材料，将耐热钢材料制备成电化学测试工作电极，组建电化学测试系统；

S2，对不同老化状态的耐热钢材料进行常温电化学测试，测试方法为动电位极化曲线测试，得到不同老化程度的耐热钢材料的极化曲线；

S3，计算不同极化曲线的峰值电流电荷量，建立峰值电流电荷量与耐热钢老化程度的对应趋势关系；