严苛环境高温力学试验技术研究进展

重大工程领域中的高端装备通常在复杂载荷和严苛环境下服役,其中材料性能、多物理场载荷、环境和复杂几何特征等方面的因素给机械结构强度设计和服役安全评估带来了巨大挑战.针对服役环境下材料和结构性能测试问题,开展严苛环境高温力学试验技术研究,从而服务于核电、航空航天和化工能源等领域内关键高温部件的自主设计与制造.高温力学试验技术依赖于高温力学试验装置,我国于20世纪80年代开始大规模研制严苛环境下国产高温力学试验装备.重点阐述了国产严苛环境高温力学试验装备的发展历程,总结论述了严苛环境高温力学试验装备整体技术框架,详细分析严苛环境高温力学试验装备所涉及的4类关键技术,并介绍4类典型严苛环境国产高温力学试验装置及特点,最后对未来突破更加苛刻条件下的材料高温力学试验技术进行展望.     

蠕变断裂:从物理失效机制到结构寿命预测

蠕变断裂是高温部件最主要的失效模式之一,其特点在于失效前难见征兆,往往造成灾难性后果.澄清材料蠕变失效的微观物理机制,建立恰当的蠕变寿命预测模型是解决高温结构完整性评定、蠕变全寿命设计与运行维护的关键问题.从蠕变失效的微观物理机制出发,以蠕变寿命预测方法为落脚点,详细阐述蠕变孔洞形核长大机理,对描述蠕变损伤行为的力学模型进行归纳整理,总结对高温结构及其焊接接头进行蠕变寿命预测所需的基础理论与关键技术,对基于数字孪生技术的寿命预测方法进行展望.     

基于三点弯小试样测量蠕变参数的理论分析

通过三点弯小试样试验,推导出Norton方程蠕变参数的理论公式,实现了与传统单轴拉伸蠕变试验结果之间的转换。在此基础上建立了1Cr0.5Mo耐热钢小试样的三点弯有限元模型,分析了在550℃、恒载荷条件下的试样中心挠度、应力随时间的变化规律,得到蠕变参数,验证了三点弯试验获得材料蠕变性能的可行性,并模拟分析了影响结果的各种因素,发现结果对小试样的尺寸偏差相当敏感,制备试样的过程中要特别注意尺寸精度。     

我国P91/T91钢生产及其性能的现状与进展

P91/T91钢具有优异的高温强度,在电站、石油化工工业中具有广泛的应用前景;对国内该钢的力学性能、冶炼与热处理工艺和同种钢、异种钢的焊接工艺等方面进行了综述。目前国产钢的力学性能可满足ASTM标准,蠕变性能与ASTM标准值基本相当,焊接接头的疲劳性能优异;但该钢特别是焊接接头的长时高温性能仍需进一步进行研究和改进。     

聚四氟乙烯及其改性复合材料在换热器中应用

对聚四氟乙烯的基本性能特点作了简述,介绍了与换热设备相关的聚四氟乙烯材料各种改性复合技术的发展现状,并对这些技术在各种换热器上的应用作了综合介绍。     

Ineoloy800H合金钢抗氢损伤性能研究

Incoloy800H合金钢广泛应用于石化行业临氢设备中，其抗氢脆性能对装置安全生产至关重要。文章通过试验研究了高温高压临氢环境下、服役约100kh的Incoloy800H合金钢的微观组织和力学性能，并将试验结果与氢致奥氏体不锈钢损伤典型特征比较，发现长期服役在高温高压临氢工况下。氢致Incoloy800H力学性能下降和微观组织损伤轻微，即Incoloy800H合金钢抗氢损伤性能优良。     

中国机械强度与振动研究的现状——基于文献计量学的分析

机械强度与振动问题普遍存在于我国重大工程建设中,因此客观地评价我国在该领域的技术发展水平具有非常重要的现实意义。首先阐述机械强度与振动的相关性,然后论述重大工程中一些机械强度与振动问题。进而通过研究比较各个国家近十年来在该领域所发表文献的变化趋势,分析我国在此领域的发展现状。我国相关论文的增长趋势在国际上占有绝对的优势,但高水平论文相对还较少,各个方面的发展不均衡。由此看来,为了提高我国在该领域的科技发展水平,有效促进国民经济的发展,仍需加强理论基础研究和应用基础研究。     

基于TDFAD的高温缺陷"三级"评定方法

针对电站锅炉、蒸汽管道等高温设备安全性要求的特点,建立了基于时间相关失效评定图(TDFAD)的高温结构蠕变失效评定方法。评定方法根据所需材料实验和评定结果精度分为三个级别,级别越高,所需材料实验越多,步骤越复杂,得到的评定结果也越精确。本文讨论了不同评定级别的适用范围并给出了相应的公式,最后采用工程实例说明了评定方法的适用性。     

乙二醇不锈钢蒸发器开裂原因分析

采用金相分析、断口微观分析以及腐蚀产物能谱分析等方法，对某石化公司乙二醇不锈钢蒸发器开裂原因进行了分析和研究。结果表明，由于材料在焊接过程中，焊接热影响区的组织受到敏化，铬的碳化物沿晶界呈网状析出，造成该区域贫铬，从而在应力与腐蚀介质的共同作用下，导致设备发生了晶问应力腐蚀开裂。     

焊接结构高温强度设计的研究进展

综述了高温下焊接结构强度及寿命评价研究的最新进展，介绍了以结构蠕变破断方程为基础确定焊缝强度减弱系数的方法。还给出了一系列焊接接头的蠕变强度减弱系数及寿命减弱系数。