火電機(jī)組壽命評(píng)估技術(shù)導(dǎo)則目 次前 言 II范圍 1規(guī)范引文件 1術(shù)語1壽命估條件 2壽命估流和序 2壽命估基工作 3壽命估告 6鍋筒汽分器壽評(píng)估 6蒸汽道高集的命估 7低溫箱壽評(píng)估 8汽輪、電轉(zhuǎn)大的壽估 8鍋爐溫?zé)?、熱管的變命?10關(guān)鍵件命估例 10附錄A(料性)部的主損11附錄B(資性) 電常用的周勞數(shù)低周勞命線 12附錄C(資性)電常用的溫裂19附錄D(料性)電常用的溫勞紋展率 23附錄E(資性)常用的)—曲線 25附錄F(資料性錄)關(guān)鍵件命估例 29IPAGEPAGE10火電機(jī)組壽命評(píng)估技術(shù)導(dǎo)則范圍本文件規(guī)定了火電機(jī)組金屬部件壽命評(píng)估的基本原則、基本步驟及常用的壽命計(jì)算方法。本文件適用于火力發(fā)電廠50MW（含50MW）及以上火電機(jī)組金屬部件的壽命評(píng)估，50MW以下的火電機(jī)組可參照?qǐng)?zhí)行。（）GB/T2039 GB/T4161 屬料面應(yīng)斷度KⅠC試方法GB/T6398 屬料勞試驗(yàn)勞紋展GB/T15248 金材向等低環(huán)勞驗(yàn)GB/T16507.4 4GB/T19624 GB/TDL/T438 DL/T440 DL/T441 DL/T939 DL/T940 力發(fā)廠汽管壽評(píng)技導(dǎo)則DL/TXXXX 缺高高壓道構(gòu)全評(píng)導(dǎo)NB/T25030 核廠機(jī)轉(zhuǎn)壽評(píng)導(dǎo)則下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1機(jī)組設(shè)計(jì)壽命unitdesignlife目前火電機(jī)組通常為常規(guī)強(qiáng)度設(shè)計(jì)而非有限壽命設(shè)計(jì)，火電機(jī)組設(shè)計(jì)壽命按經(jīng)驗(yàn)確定為30年或累計(jì)運(yùn)行20萬小時(shí)。3.2預(yù)期運(yùn)行時(shí)間safelife3.3剩余壽命remaininglife預(yù)期運(yùn)行時(shí)間減去部件已累積運(yùn)行的時(shí)間或疲勞循環(huán)次數(shù)。3.4超期役組extended serviceunit投運(yùn)30年或累計(jì)運(yùn)行20萬小時(shí)（含20萬小時(shí)）以上的機(jī)組。3.5關(guān)鍵部件criticalcomponents指發(fā)生事故時(shí)迫使機(jī)組持續(xù)的停運(yùn)，危及人身安全，修理、更換費(fèi)用高、時(shí)間長(zhǎng)的部件。是進(jìn)行機(jī)組壽命評(píng)估的主要對(duì)象。3.6一般部件或有影響部件generalcomponents/influencecomponents根據(jù)機(jī)組運(yùn)行歷程和現(xiàn)狀檢查結(jié)果，有下列情況之一時(shí)應(yīng)進(jìn)行壽命評(píng)估：a）3020（20）b）根據(jù)機(jī)組運(yùn)行歷程和現(xiàn)狀檢查結(jié)果，有下列情況之一時(shí)應(yīng)進(jìn)行壽命評(píng)估：）DL/T940鍋筒壽命評(píng)估的條件按DL/T440。缺少關(guān)鍵信息或運(yùn)行歷程表明不適合I缺少關(guān)鍵信息或運(yùn)行歷程表明不適合I級(jí)評(píng)估識(shí)別損傷模式收集機(jī)組、部件相關(guān)資料及數(shù)據(jù)Ⅰ級(jí)評(píng)估剩余壽命≥預(yù)期運(yùn)行時(shí)間？否Ⅰ級(jí)評(píng)估剩余壽命≥預(yù)期運(yùn)行時(shí)間？是提出未來的運(yùn)行監(jiān)督措施和檢修計(jì)劃Ⅱ級(jí)評(píng)估剩余壽命≥預(yù)期運(yùn)行時(shí)間？是否否提出未來的運(yùn)行監(jiān)督措施和檢修計(jì)劃Ⅱ級(jí)評(píng)估剩余壽命≥預(yù)期運(yùn)行時(shí)間？是否Ⅲ級(jí)評(píng)估剩余壽命≥預(yù)期運(yùn)行時(shí)間？是否改造或更換改造或更換圖1三級(jí)評(píng)估法流程圖Ⅰ級(jí)評(píng)估——基本評(píng)估。當(dāng)實(shí)際運(yùn)行參數(shù)處于設(shè)計(jì)范圍內(nèi)時(shí)，通過基本資料分析、設(shè)計(jì)參數(shù)下的應(yīng)力分析和現(xiàn)有材料性能數(shù)據(jù)確定部件的壽命。當(dāng)金屬監(jiān)督檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)異常、發(fā)生過顯著超Ⅱ級(jí)評(píng)估——較精確評(píng)估。當(dāng)不適用Ⅰ級(jí)評(píng)估或Ⅰ級(jí)評(píng)估出的剩余壽命小于預(yù)期運(yùn)行時(shí)間Ⅲ級(jí)評(píng)估——精確評(píng)估。當(dāng)Ⅱ級(jí)評(píng)估出的剩余壽命小于預(yù)期運(yùn)行時(shí)間時(shí)，應(yīng)進(jìn)行Ⅲ級(jí)評(píng)。表1 三等評(píng)所資料數(shù)據(jù)等級(jí)Ⅰ級(jí)評(píng)估Ⅱ級(jí)評(píng)估Ⅲ級(jí)評(píng)估基本特征詳細(xì)程度最低較詳細(xì)最詳細(xì)設(shè)計(jì)、制造、安裝和檢驗(yàn)資料電廠記錄電廠記錄電廠記錄運(yùn)行歷程資料電廠記錄電廠記錄電廠記錄事故、維修記錄資料電廠記錄電廠記錄電廠記錄是否現(xiàn)狀檢查否是是是否取樣否否是溫度和壓力數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)值實(shí)際運(yùn)行實(shí)際運(yùn)行尺寸數(shù)據(jù)查閱資料測(cè)量測(cè)量微觀組織數(shù)據(jù)查閱資料現(xiàn)場(chǎng)金相現(xiàn)場(chǎng)金相+取樣金相材料性能數(shù)據(jù)查閱資料現(xiàn)場(chǎng)硬度，其余性能查閱資料現(xiàn)場(chǎng)硬度+取樣進(jìn)行蠕變持久或疲勞等試驗(yàn)應(yīng)力分析計(jì)算分析計(jì)算分析計(jì)算分析或有限元分析依據(jù)對(duì)應(yīng)方法計(jì)算壽命應(yīng)力分析材料力學(xué)性能數(shù)據(jù)的獲取壽命評(píng)估的程序見圖2依據(jù)對(duì)應(yīng)方法計(jì)算壽命應(yīng)力分析材料力學(xué)性能數(shù)據(jù)的獲取收集機(jī)組、部件相關(guān)資料及數(shù)據(jù)收集機(jī)組、部件相關(guān)資料及數(shù)據(jù)材料微觀組織檢查材料微觀組織檢查現(xiàn)狀檢查綜合評(píng)估綜合評(píng)估給出剩余壽命壽命結(jié)束材質(zhì)老化損傷評(píng)定提出未來的運(yùn)行監(jiān)督措施和檢修計(jì)劃更換圖2壽命評(píng)估程序圖壽命評(píng)估需要下列資料：（）部件的主要損傷機(jī)理按附錄A確定，根據(jù)部件的主要損傷機(jī)理選擇合適的壽命評(píng)估方法。2在條件許可的情況下，應(yīng)在部件服役條件最苛刻的部位取樣進(jìn)行相關(guān)的材料性能試驗(yàn)；（由試驗(yàn)獲得的原始材料的性能數(shù)值，當(dāng)用于部件壽命評(píng)估時(shí)，應(yīng)考慮其性能在高溫、應(yīng)表2 件命估的材數(shù)據(jù)部件名稱材料數(shù)據(jù)鍋筒汽水分離器力學(xué)性能：拉伸與沖擊性能、硬度、脆性轉(zhuǎn)變溫度、低周疲勞特性、斷裂韌度、疲勞裂紋擴(kuò)展速率物理性能：彈性模量、泊松系數(shù)、線膨脹系數(shù)、比熱容、熱導(dǎo)率主蒸汽管道高溫集箱力學(xué)性能：拉伸與沖擊性能、硬度、持久強(qiáng)度、低周疲勞性能或蠕變一疲勞交互作用特性、斷裂韌度、疲勞裂紋擴(kuò)展速率、蠕變裂紋擴(kuò)展速率、蠕變-疲勞交互作用裂紋擴(kuò)展速率微觀組織：取樣或復(fù)型金相檢查母材、焊接接頭特征區(qū)域的微觀組織損傷與蠕變裂紋等物理性能：彈性模量、泊松系數(shù)、線膨脹系數(shù)、比熱容、熱導(dǎo)率高溫過熱器管高溫再熱器管力學(xué)性能：拉伸、硬度、持久強(qiáng)度微觀組織：取樣檢查材料的微觀組織損傷與蠕變裂紋等汽輪機(jī)高、中壓轉(zhuǎn)子力學(xué)性能：拉伸與沖擊性能、硬度、脆性轉(zhuǎn)變溫度、低周疲勞、蠕變或蠕變-疲勞交互作用特性、斷裂韌度、疲勞裂紋擴(kuò)展速率物理性能：彈性模量、泊松系數(shù)、線膨脹系數(shù)、比熱容、熱導(dǎo)率汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子汽輪機(jī)低壓轉(zhuǎn)子力學(xué)性能：拉伸與沖擊性能、硬度、脆性轉(zhuǎn)變溫度、低周疲勞、斷裂韌度、疲勞裂紋擴(kuò)展速率；若為焊接轉(zhuǎn)子，還應(yīng)考慮焊接接頭特征區(qū)域的上述性能3表3 狀查目部件名稱檢查項(xiàng)目及內(nèi)容鍋爐部件鍋筒汽水分離器內(nèi)外部表面腐蝕、裂紋、劃痕、溝槽等檢查；筒體焊縫錯(cuò)邊量和筒體橢圓度測(cè)量，筒體、封頭壁厚測(cè)量；焊縫、母材的金相檢驗(yàn)與硬度測(cè)試；PTMT附件與筒體連接焊縫PT。高溫過熱器集箱高溫再熱器集箱集汽集箱外部表面裂紋、劃痕、溝槽和管座角焊縫裂紋等宏觀檢查；筒體環(huán)焊縫UT，接管座角焊縫PT或MT、UT；筒體、封頭壁厚和孔橋間變形測(cè)量，筒體蠕脹測(cè)量（L/441的要求執(zhí)行；微觀金相組織檢查和硬度測(cè)試低溫集箱外部表面裂紋、劃痕、溝槽和管座角焊縫裂紋等宏觀檢查；封頭環(huán)焊縫UT，接管座角焊縫PT或MT、UT；筒體、封頭壁厚測(cè)量；硬度測(cè)試導(dǎo)汽管外部表面裂紋、劃痕、溝槽和管座角焊縫裂紋等宏觀檢查；PTMTUTUT；直管段、彎管外弧側(cè)壁厚測(cè)量，彎管橢圓度測(cè)量；直管段和彎管微觀金相組織檢查和硬度測(cè)試主蒸汽管道高溫再熱蒸汽管道外部表面裂紋、劃痕、溝槽和管座角焊縫裂紋等宏觀檢查；（彎頭PTMT；直管段、彎管和焊縫微觀金相組織檢查和硬度測(cè)試；直管段、彎管外弧側(cè)壁厚測(cè)量，彎管（彎頭）橢圓度測(cè)量；蠕脹測(cè)量；支吊架系統(tǒng)檢查受熱面管高溫過熱器/再熱器、省煤器和水冷壁均應(yīng)進(jìn)行管子表面缺陷、氧化、腐蝕、磨損等宏觀檢查及外徑和壁厚測(cè)量；高溫過熱器/再熱器異種鋼焊接接頭應(yīng)進(jìn)行UT或相控陣超聲檢測(cè)；高溫過熱器/再熱器應(yīng)進(jìn)行管子向火側(cè)內(nèi)壁氧化層厚度測(cè)量；高溫過熱器/再熱器應(yīng)割管進(jìn)行拉伸、硬度和微觀金相組織檢查（應(yīng)包括異種鋼焊接接頭9192汽輪機(jī)部件高、中壓轉(zhuǎn)子必要時(shí)進(jìn)行PT；中心孔的UT、渦流檢測(cè)及內(nèi)窺鏡檢查；無中心孔的實(shí)心轉(zhuǎn)子的無損檢測(cè)；轉(zhuǎn)子體軸端面和調(diào)節(jié)級(jí)處軸頸及葉輪硬度測(cè)定低壓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子表面裂紋、腐蝕、劃痕、碰傷等外觀檢查；中心孔的UT、渦流檢測(cè)及內(nèi)窺鏡檢查；無中心孔的實(shí)心轉(zhuǎn)子的無損檢測(cè)；焊接轉(zhuǎn)子焊縫無損檢測(cè)葉輪葉輪表面裂紋、腐蝕、劃痕、碰傷等外觀檢查；鍵槽處無損檢測(cè)，特別是低壓轉(zhuǎn)子末三級(jí)葉輪鍵槽；與葉根相連的部位外表面的UT、MT葉片葉片外表面裂紋、侵蝕、點(diǎn)蝕坑檢查；葉片表面的PT、UT；UTMTPT汽缸內(nèi)外壁缺陷及裂紋的宏觀檢查，必要時(shí)進(jìn)行PT；高溫區(qū)段缸體的硬度測(cè)試除氧器UT水箱、除氧頭筒體和封頭壁厚測(cè)量，筒體橢圓度測(cè)量；支座狀況檢查高壓加熱器殼體內(nèi)外部表面腐蝕、裂紋、劃痕、溝槽等檢查；殼體環(huán)焊縫和進(jìn)水管角焊縫的UT或PT；殼體筒體和封頭壁厚測(cè)量；內(nèi)部加熱管泄漏檢查。發(fā)電機(jī)部件轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子表面裂紋、腐蝕、劃痕、碰傷等外觀檢查；轉(zhuǎn)子體的無損檢測(cè)。硬度測(cè)試護(hù)環(huán)護(hù)環(huán)表面裂紋、腐蝕、劃痕、碰傷等外觀檢查；UTPT注：UT—超聲檢測(cè)；PT—滲透檢測(cè)；MT—磁粉檢測(cè)。依據(jù)部件及其危險(xiǎn)部位來選擇采用以下方法之一進(jìn)行應(yīng)力分析：X壽命評(píng)估報(bào)告的主要內(nèi)容應(yīng)包括：況等；按照GB/T16507.4鍋筒、汽水分離器危險(xiǎn)部位的計(jì)算工況包括鍋爐冷態(tài)啟停、溫態(tài)啟停、熱態(tài)啟停、變負(fù)GB/T15248由試驗(yàn)數(shù)據(jù)獲得的疲勞曲線為試驗(yàn)疲勞曲線，計(jì)算疲勞壽命時(shí)，應(yīng)將應(yīng)變幅取安全系數(shù)2，或?qū)勖“踩禂?shù)20B。分別計(jì)算鍋爐不同啟停工況下鍋筒、汽水分離器危險(xiǎn)部位的交變應(yīng)力范圍及應(yīng)力幅值，（1）nNi式中：

Di1

（1）NfiNNi、Nfi——i工況下，鍋筒的啟停循環(huán)周次和疲勞失效循環(huán)周次；D——疲勞損傷分?jǐn)?shù)。D≥0.75（材料的斷裂韌度δδ0.2BL或J0.2BL值按照GB/T21143C。GB/T19624（2GBT6398D。式中:

da/

B(K

（2）△K——應(yīng)力強(qiáng)度因子變化范圍；B、n——由試驗(yàn)確定的材料常數(shù)。a（3a式中：

KKmaxKmin

（3）△σ——KmaxKmin——Y當(dāng)△K<△KthK≥△Kth展壽命Nrem（周次），取20倍安全系數(shù)后即為缺陷的疲勞裂紋擴(kuò)展壽命，基于評(píng)估結(jié)果，在必要時(shí)采取修復(fù)或更換措施。aaaNN 0 N 0N

（4）式中：

rem

B(K)naa0mm；aN。按照DL/T940GB/T16507.4蠕變對(duì)于承受蠕變-DL/T9408.1節(jié)進(jìn)行。nn（5）nnD

Niti式中：

i1Nfi

i1tri（5）Ni、Nfi—i工況下，部件的啟停循環(huán)周次和疲勞失效循環(huán)周次；ti、tri—i工況下部件的運(yùn)行時(shí)間和持久斷裂時(shí)間；D—與蠕變、疲勞損傷份額有關(guān)。12Cr1MoV10CrMo910（2.25Cr-1Mo）P91DL/T940，由交互作用曲線和兩直角坐標(biāo)軸所圍成的區(qū)域之內(nèi)為安全區(qū)，該區(qū)域之外為非安全區(qū)。）材料的斷裂韌度δ、δ0.2BL或J0.2BL值按照GB/T21143B。DL/TXXXX含缺陷蒸汽管道及高溫集箱的蠕變或蠕變-疲勞擴(kuò)展壽命估算按照DL/TXXXX執(zhí)行。8.1GB/T16507.4按照第8.2節(jié)對(duì)含缺陷低溫集箱的安全性進(jìn)行評(píng)定。按照第8.3節(jié)對(duì)含缺陷低溫集箱的缺陷疲勞擴(kuò)展壽命進(jìn)行評(píng)估。汽輪機(jī)高、中壓轉(zhuǎn)子的疲勞壽命評(píng)估主要對(duì)轉(zhuǎn)子在熱應(yīng)力和離心力作用下的低周疲勞壽命進(jìn)行估算，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的疲勞壽命評(píng)估主要對(duì)轉(zhuǎn)子在離心力和扭矩作用下的疲勞壽命進(jìn)行估算。NB/T25030對(duì)機(jī)組不同運(yùn)行工況下汽輪機(jī)高、中壓轉(zhuǎn)子大軸調(diào)節(jié)級(jí)或第一級(jí)附近區(qū)段用有限元法進(jìn)汽輪機(jī)高、中壓轉(zhuǎn)子大軸危險(xiǎn)部位的應(yīng)力計(jì)算工況包括機(jī)組冷態(tài)啟停、溫態(tài)啟停、熱態(tài)啟停及變負(fù)荷運(yùn)行；若機(jī)組啟停過程中僅有上述工況中的幾項(xiàng)，則按實(shí)際存在的啟停方式進(jìn)行計(jì)算。GB/T15248B。根據(jù)機(jī)組不同運(yùn)行工況下轉(zhuǎn)子大軸危險(xiǎn)部位熱應(yīng)力、離心應(yīng)力的交變應(yīng)力范圍及應(yīng)力幅（1）D≥0.70D＜0.70蠕變9.2D=1Ф5mm2.25Ф10mm1.5Ф10mm當(dāng)量的埋藏缺陷，按檢測(cè)尺寸進(jìn)行缺陷的規(guī)則化。對(duì)于非圓形體積的缺陷，缺陷的規(guī)則化和表征按照GB/T19624KⅠCGB/T4161GB/T21143J0.2BL或δ0.2BL（6）（7）KⅠC。式中：

E12J0.2BL E12J0.2BL /0.98

(6)E——材料的彈性模量，MPa；μ——材料的泊松系數(shù)，通常取0.3。m1.5R E2p0.20.05(注：J0.2BL綱取m1.5R E2p0.20.05式中：

KC

（7）Rp0.2—材料的屈服強(qiáng)度，MPa。m（注：δ0.2BL量取m，由式(7)的KⅠc量為MPa 。ma應(yīng)力強(qiáng)度因子法評(píng)估缺陷的安全性時(shí)，應(yīng)力主要考慮垂直于裂紋面的應(yīng)力引起的Ⅰ型開（8）KⅠKⅠa式中:σ——缺陷部位的應(yīng)力；a——裂紋尺寸；

KY

（8）Y——與裂紋尺寸、形狀、裂紋處結(jié)構(gòu)幾何參數(shù)及邊界條件有關(guān)的形狀修正系數(shù)。KⅠ≥0.6KⅠCKⅠ＜0.6KⅠC（S--Ⅱ-（14）Sa

K2

KK2a

K2aK2

(9)11

12

22

33 a11

116G1

coscos

(10)a22

116G1

sin2cos(k1)cos)cos)(3cos

(11)(12)式中：

a334G

SC

(k

2KC2

(13)（14）G——材料的切變模量；k——常數(shù)，在平面應(yīng)變情況下，k＝3-4μ；μ——材料的泊松系數(shù)；θ——從裂紋延長(zhǎng)線量起的裂紋尖端的極角。S≥SCS＜SC按照第8.3節(jié)對(duì)含缺陷汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子大軸的疲勞擴(kuò)展壽命進(jìn)行評(píng)估。DL/T438和DL/T9397～64℃。5 lg(x/n)8.4351

(15)式中：

T 9 0.003860.000283lg

491.67T——攝氏溫度，℃；x——向火側(cè)內(nèi)壁氧化層厚度，mm；t——管子的運(yùn)行時(shí)間，h；n12Cr1MoV10CrMo910n1；材料G102時(shí)，n0.98；材料為T91T92時(shí)，n0.8。（16）。式中：

P(D0S) 2S

(16)P——管子正常運(yùn)行下的壓力，MPa；D0——管子外徑，mm；S——管子實(shí)測(cè)金屬厚度，mm。割取內(nèi)壁氧化層最厚的管樣進(jìn)行拉伸和硬度試驗(yàn)、微觀組織觀察，依據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，對(duì)管子進(jìn)（15）（16）估算的管子的金屬溫度和環(huán)向應(yīng)力，按DL/T940P(σ)—σE。依據(jù)管子的材質(zhì)老化損傷程度和計(jì)算出的管子蠕變壽命，對(duì)管子的剩余蠕變壽命作出綜合評(píng)估。關(guān)鍵部件壽命評(píng)估舉例參見附錄F。附錄部件的主要損傷機(jī)理A.1 A.1。表A.1部件的主要損傷機(jī)理部件名稱主要損傷模式蠕變疲勞蠕變-疲勞侵蝕腐蝕應(yīng)力腐蝕磨損其他關(guān)鍵部件鍋爐鍋筒汽水分離器下降管√√√高溫過熱器集箱高溫再熱器集箱集汽集箱√√√高溫氧化主蒸汽管道高溫再熱蒸汽管道導(dǎo)汽管高溫大口徑三通√√高溫氧化汽輪機(jī)高、中壓轉(zhuǎn)子√√√高壓汽缸√√√汽輪機(jī)低壓轉(zhuǎn)子汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子√√低壓轉(zhuǎn)子葉輪√護(hù)環(huán)√√√一般或有影響部件過熱器管再熱器管√√√√√√√高溫氧化鍋爐水冷壁管√√√√√水冷壁集箱省煤器入口集箱√√鍋爐省煤器管√√√汽輪機(jī)末級(jí)葉片√√沖蝕高溫閥門√√√高溫螺栓√√√應(yīng)力松弛除氧器√√√√高壓加熱器√√√√附錄電站常用鋼的低周疲勞參數(shù)和低周疲勞壽命曲線C.1表C.1電站常用鋼的低周疲勞參數(shù)材料熱處理工藝試驗(yàn)溫度℃RP0.2(σ0.2)MPaRm(σb)MPa'/Ef'fb'fc試驗(yàn)條件205357250.00466964-0.07310.2819-0.55884504175250.00463880-0.09791.0982-0.798530Cr2MoV940~950℃鼓風(fēng)冷卻，680~700℃回火Z向，r=-1,△，N5f=(0.05~0.88)Hz5003734540.00449849-0.10471.7341-0.88415503474210.00330611-0.07080.8241-0.7703450~5500.00404764-0.09021.1311-0.8131P2模型葉輪熱疲勞4416370.00253-0.10000.7250-0.9800溫度循環(huán)(300~500℃),保持時(shí)間1h，N028CrNiMoV950℃油淬700℃回火205847530.00242-0.05301.0338-0.7594梯形波,Z1min，Nfr=-1,△，f=0.0067Hz19Mn5920℃正火620℃回火203375200.00438880-0.09200.3960-0.5520Z向，r=-1,△，Nff=(0.05~0.877)HzBHW35920℃正火630℃回火205196470.005121019-0.07820.3288-0.5650BHW35（焊縫）920℃正火630℃回火206530.006321170-0.10500.1111-0.4600Z向，r=-1△，Nff=(0.083~0.6667)Hz15CrMo204550.00487962-0.11000.3990-0.5300Z向，r=-1,Nf,△,f=(0.125~1.39)HzSA299鍛件正火253155400.0018-0.06820.1903-0.5184Z 向，r=-1,Nf,△,f=(0.3~0.5)Hz12CrlMoV正火+回火203755090.00345-0.06780.6114-0.6389Z向，r=-1,Nf,△,f=(0.1~0.625)Hz10CrMo910運(yùn)行10.8萬小時(shí)的主蒸汽管道20294520Z 向，r=-1,Nf,△,f=(0.28~2.45)Hz材料熱處理工藝試驗(yàn)溫度℃RP0.2(σ0.2)MPaRm(σb)MPa'/Ef'fb'fc試驗(yàn)條件5402013340.00270452-0.08780.1398-0.47082Cr13葉片取樣205567180.00520-0.09550.9235-0.8052Z 向，r=-1,Nf,△,3.5%NaCl鹽霧,應(yīng) 變 速 =0.0041/sec1000℃油淬700℃回火205637370.00517-0.08590.7933-0.6634Z向，r=-1,Nf△,f=(0.125~1.08)Hz16MnR焊縫區(qū)20385（母板588(母板)0.00597-0.07250.8380-0.6150D向，r=-1,△,N20熔合區(qū)0.00680-0.10101.9060-0.758020550670～0.00590-0.09721.325-0.7740P91685母材5503654100.00372-0.07961.252-0.787Z向，r=-1,Nf5753503750.00229-0.06251.098-0.788△,P91焊接接頭2h冷20453660～7000.00540-0.0973.4264-0.8675應(yīng)變速率4×10－3/S550330375-0.05311.221-0.764575310335-0.06281.753-0.80620#熱軋20430980-0.12000.3600-0.540040#鍛造206211540-0.14000.6100-0.570045#(647℃)207241227-0.09501.0000-0.6600熱拔2010621450-0.10000.2200-0.510030CrlMo1V取自3根300MW轉(zhuǎn)子室溫6668040.00541-0.08041.8230-0.8255104905570.00466-0.08560.5635-0.7165384705240.00375-0.06970.8176-0.755材料熱處理工藝試驗(yàn)溫度℃RP0.2(σ0.2)MPaRm(σb)MPa'/Ef'fb'fc試驗(yàn)條件1100℃×18室溫7258620.0045877-0.0492950.94727-0.70974h油冷，Z向，r=-1,Nf5500.0040492-0.0708730.25705-0.63018FB2570℃×36h爐冷，680℃×12h6204484660.0036099-0.0718070.37738-0.67218△,應(yīng)變速率8×10－3S-1爐冷注：Z向—軸向應(yīng)變控制，D向一徑向應(yīng)變控制，△—r—應(yīng)變比（r＝εn／εaxf一頻率，Nf-破斷循環(huán)周次，N5-穩(wěn)定拉伸載荷下降5%時(shí)的循環(huán)周次；N0一葉根出現(xiàn)1mm長(zhǎng)裂紋時(shí)的循環(huán)周次，N20—穩(wěn)定拉伸載下降20%時(shí)的循環(huán)周次。材料的應(yīng)變范圍壽命（εa－Nf）應(yīng)變壽命曲線（εa－Nf）εa－Nf曲線用式(C.1)回歸材料的低周疲勞曲線。ff式中：ff

a

(NE f

'(N)c

（C.1）a—應(yīng)變幅,a(minmax)/2；f'—疲勞強(qiáng)度系數(shù)，MPa；fb—疲勞強(qiáng)度指數(shù)；f'—fc—Nf—失效循環(huán)數(shù)。εa—Nf曲線在缺少εa－Nf曲線試驗(yàn)的情況下，可采用式（C.2）確定材料的低周疲勞曲線。a E f f 3.5(N)-0.12a E f f

（C.2）式中：Rm—抗拉強(qiáng)度，MPa；1εf—f。

ln1材料的應(yīng)力一壽命（Sa—Nf）a）確定材料的虛擬應(yīng)力一壽命（Saq—Nf）曲線E'ffSeqff

E f(N2

)bE'(N)c

(C.3）S'S

(RmRp0.2)

(C.4）式中：）

a

RmSeqRP0.2—屈服強(qiáng)度，MPa。aS'—Nf220（SaNfC.～圖C.10aC.1-C.6。10000E=195000MPa用于抗拉強(qiáng)度為≤552MPaSSMPa用于抗拉強(qiáng)度為793~896MPa10010101

102

103

104

105

106循環(huán)周次

107

108

109

1010

1011C.1 ASME（≤371℃）圖C.2 ГОСТ25859壓力容器疲勞設(shè)計(jì)曲線(≤375℃)圖C.3 GB/T16507.4鍋筒常用鋼材的低周疲設(shè)曲線(≤375℃)E=2.09×105E=2.09×105MPaC類型DEFF2GG2W1S,MPaS,MPa10102

103

104

105

106

107

108圖C.4 英國(guó)BS5500壓力容器疲勞設(shè)計(jì)曲線鐵素鋼≤350℃，奧氏體鋼≤430℃)10000應(yīng)力范圍應(yīng)力范圍a,MPa22100℃200℃300℃400℃500℃600℃100102 103 104 105 106失效循環(huán)周次Na圖C.5 德國(guó)TRD301壓力容器疲勞設(shè)計(jì)曲線10000應(yīng)力范圍f應(yīng)力范圍fa,MPa

2fa=0.8Rm+(173150-0.8Rm)N-0.547

aRm,MPaa100080060022100103 104 105 106 107循環(huán)周次N圖C.6 歐盟EN12952鍋爐承壓部件疲勞設(shè)曲線C.7-C.11。C.730Cr2MoVC.8P2M（30Cr2MoV）鋼制轉(zhuǎn)子的疲勞設(shè)計(jì)曲線圖C.9 轉(zhuǎn)子疲勞命曲線 圖C.10 西屋公司提供的汽機(jī)子疲勞壽命曲線圖FB2轉(zhuǎn)子疲勞命曲線用式(C.5)回歸材料的扭轉(zhuǎn)低周疲勞應(yīng)變一壽命曲線。a f D(2N)b'F(2Na f

（C.5）式中：a——扭轉(zhuǎn)應(yīng)變幅,a(maxmin)/2；max、min——最大、最小扭轉(zhuǎn)應(yīng)變幅；2Nf——循環(huán)反向數(shù)；D、F、b'、c'——由試驗(yàn)確定的材料常數(shù)。表C.2列出了三類材料的扭轉(zhuǎn)應(yīng)變疲勞常數(shù)。圖C.12為NiCrMoV鋼制發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的疲勞曲線。表C.2 三類材料的扭應(yīng)變疲勞常數(shù)材 料剪切模量G，MPaDb'Fc'CrMoV827600.0059-0.0521.69-0.64NiCrMoV806700.0055-0.0541.69-0.62NiMoV827600.0048-0.0431.24-0.59圖C.12 NiCrMoV鋼制發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的疲勞計(jì)線附錄電站常用鋼的室溫?cái)嗔秧g度值B.1電站常用鋼的室溫?cái)嗔秧g度KⅠC值見表B.1。表B.1電站常用鋼的斷裂韌度KⅠC值材料牌號(hào)熱處理狀態(tài)Rp0.2(σ0.2),MPaKⅠC,MPam主要用途16MnR鋼板熱軋274.4~313.6138.4~155.9壓力容器15MnVR鋼板熱軋401.896.7-105.4壓力容器18MnMoNbR退火+回火558.6121.5～143.8壓力容器18MnMoNb正火+回火465～570100.6～136.0壓力容器電渣焊后正火+回火——79.6壓力容器自動(dòng)焊后回火——85.1壓力容器40#860℃正火294.071.3軸類40#860℃正火294.062.0軸類45#860℃正火294.062.9～64.8軸類45#860℃正火317.5~355.784.3～91.1軸類45#860℃正火509.6100.8軸類45#850℃淬火，550℃回火512.597.0～104.5軸類15MnV840℃水淬，650℃回火392.0186.0軸類12CrMoV900℃正火，630℃回火245.0163.4～166.2蒸汽管道12CrlMoV540℃，9.8MPa壓力下運(yùn)行5×104h后220.5~318.572.9～164.9蒸汽管道25CrlMoV1040℃正火，680℃回火744.873.2～97.0緊固件30Cr2MoV940℃空冷，700℃回火329.2~568.4127.1～163.7汽輪機(jī)高壓轉(zhuǎn)子30Cr2MoV940℃空冷，700℃回火646.841.2～48.4汽輪機(jī)高壓轉(zhuǎn)子30Cr2MoV940℃空冷，700℃回火548.8130.2～155.0汽輪機(jī)高壓轉(zhuǎn)子30Cr2MoV588.065.1～77.5汽輪機(jī)高壓轉(zhuǎn)子Cr12Mo1V1/4705.668.2汽輪機(jī)高壓轉(zhuǎn)子25Cr2Ni4MoV900℃±10℃油淬，680℃±10℃均溫3h后爐冷至250℃715.0133.8汽輪機(jī)低壓轉(zhuǎn)子35CrNi2MoV637.0~686.0106.3汽輪機(jī)低壓轉(zhuǎn)子34CrMolA850℃油淬，620回火646.887.4～93.9汽輪機(jī)低壓轉(zhuǎn)子34CrMolA490.0～548.875.6～98.6汽輪機(jī)低壓轉(zhuǎn)子表B.1(續(xù))材料牌號(hào)熱處理狀態(tài)Rp0.2(σ0.2),MPaKⅠC,MPam主要用途34CrMolA715.492.1汽輪機(jī)低壓轉(zhuǎn)子28CrNi3MoV850℃油淬，650℃回火965.5140.7汽輪機(jī)低壓轉(zhuǎn)子28CrNi3MoV850℃油淬，650℃回火916.3131.8汽輪機(jī)低壓轉(zhuǎn)子34Ni-Cr-Mo-V637.0~686.0151.9～173.6汽輪機(jī)低壓轉(zhuǎn)子25Cr2NiMoV淬火回火815133.9汽輪機(jī)焊接轉(zhuǎn)子17CrMolV490~539.043.4～50.2汽輪機(jī)焊接轉(zhuǎn)子34CrNi3Mo850℃淬火，500℃回火617.4～911.483.4～140.7發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子30Cr2Ni4MoV125.8發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子1.25Cr-1Mo-0.25V鑄鋼343.068.2汽缸ЗИ415670℃，20h再回火686.0～705.665.4～126.2燃?xì)廨啓C(jī)渦輪盤缺陷部位的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型開裂模型見圖B.1。a）Ⅰ型開裂（）b）Ⅱ型開裂（）c）Ⅲ型開裂撕裂型）圖B.1缺陷部位的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型開裂模型B.2δB.2表B.2電站常用壓力容器鋼的臨界裂紋張開位移δ0.05(δc)值鋼號(hào)板厚mm材料狀態(tài)Rp0.2(σ0.2),MPaδ0.05(δcmm20g16熱軋313.60.114～0.14720鋼管13.5熱軋274.40.207～0.22616MnR60熱軋294.00.176～0.18716Mn（稀土）16369.50.106～0.12319Mn565熱軋345.50.193～0.32619Mn5940℃正火，570℃回火3610.163電渣焊焊縫3860.1160.209自動(dòng)焊焊縫3590.0820.13919Mn5（電渣焊縫)）90正火+回火326.00.124(WC)0.115(FL)15MnVR20熱軋401.80.076～0.08915MnVN20調(diào)質(zhì)553.70.080～0.08818MnMoNbR(批1)50退火+回火558.60.101～0.13118MnMoNbR(批2)50退火+回火455.70.120～0.13014MnMoNbB16859.50.058～0.07414CrMnMoVB調(diào)質(zhì)741.90.10～0.1120CrNi3MoV調(diào)質(zhì)774.20.091～0.121Cr13調(diào)質(zhì)637.00.091～0.103馬氏體時(shí)效不銹鋼842.80.078～0.0851Cr18Ni9Ti60245.00.240～0.265BHW3590正火+回火529.20.196～0.296110541.50.122～0.15512CrlMoV50噴水調(diào)質(zhì)416.00.13～0.1822K(自動(dòng)焊焊接接頭)90焊后退火254.90.268～0.280(W)0.20～0.21(FL)249.90.18～0.20(M)16MnR（電渣焊縫)）38311.60.117～0.158(W)0.165～0.20(HAZ)18MnMoNbR(自動(dòng)焊焊接接頭)60焊后自次序，650C退火441.0（母材）0.131～0.137(M)0.059～0.062(W)0.087～0.113(HAZ)18MnMoNbR(電渣焊焊接接頭)90正火+回火,調(diào)質(zhì)0.032～0.107(W)0.038～0.058(W)BHW35(電渣焊縫)110443.50.120(W)P91管道焊縫28.6焊后一次回火812.00.015～0.025(W)28.6焊后二次回火492.00.186(W)注：M—母材；W—焊縫；FL—熔合區(qū)；HAZ—熱影響區(qū)。B.3電站常用鋼的延性斷裂韌度J0.2BL（JⅠC）值見表B.3。表B.3電站常用鋼的延性斷裂韌度J0.2BL（JⅠC）值鋼號(hào)板厚mm材料狀態(tài)Rp0.2(σ0.2),MPaJ0.BL（JⅠC）kJ/m220g16熱軋153.916MnR60熱軋294.086.7～109.815MnVR20熱軋401.842.3～51.912Cr1MoV540℃，9.8MPa力下運(yùn)行5×104h后119.0～123.0BHW35110正火+回火500～57595.7～133.418MnMoNbR50退火+回火558.660.7～94.114MnMoNbB16859.540.5～56.414CrMnMoVB調(diào)質(zhì)741.991.6～92.120CrNi3MoV調(diào)質(zhì)774.284.3～127.440Cr850℃油淬，560℃回火139.830Cr2MoV轉(zhuǎn)子調(diào)質(zhì)535.024.7/20℃44.0/100℃92.6/200℃91.2/300℃417.5123.5/450℃373.4122.1/500℃346.9119.6/550℃30Cr2Ni4MoV125.871.028CrMoNiVE950℃油火700℃回火47.01Cr18Ni9Ti73.0馬氏體時(shí)效不銹鋼842.861.7～70.6附錄電站常用鋼的室溫疲勞裂紋擴(kuò)展速率D.1站用的溫勞裂擴(kuò)速率da dN見表D.1。表D.1站用的溫疲裂擴(kuò)速率da dN鋼號(hào)熱處理制度試驗(yàn)條件da/dN，mm/次△KthMPa m熱影響區(qū)900℃油淬680℃回f=36~220Hz，r=01.18×10-8(△K)3.404.17×10-8(△K)2.086.28~6.5125Cr2NiMoV火焊縫中心熱影響區(qū)熔合線4.64×10-10(△K)3.447.54×10-10(△K)3.513.14×10-10(△K)3.435.24~7.916.38~8.245.56~10.70Ni-Cr-Mo淬火+回火r=1/74.5×10-9(△K)3.13Cr-MoCr-Mo-VNi-Mo-V+回火淬火++r=1/7rr7.2×10-9(△K)3.01.49×10-7(△K)2.72.26×10-8(△K)2.5634CrMolA860℃淬油650℃回火△K=12~315.67×10-9(△K)2.9734CrNi3Mo860℃加熱780℃預(yù)冷、淬油650℃回火△K=25~622.2×10-8(△K)2.4f=160Hz1.76×10-8(△K)2.4430Cr2MoV940℃空冷680℃爐冷△K≥12f=0.01Hz1.89×10-7(△K)2.08△K≥2725Cr2Ni4MoV840℃噴水冷卻600℃回火1.65×10-9(△K)3.266.5117CrMolV調(diào)質(zhì)焊縫中心邊縫中心f=38~220Hz,r=01.18×10-8(△K)2.582.36×10-8(△K)3.152.67×10-8(△K)3.2640Cr850℃油淬，560℃回火1.72×10-10△K）4.436.9228CrMoNiVE950℃淬火，700℃回火5.56×10-9△K）2.798.0730Cr2Ni4MoV1.65×10-9△K）3.288.04ЭИ4152.25×10-8(△K)2.6840860℃正火△K=19~501.04×10-9(△K)3.045860℃正火△K=11~231.63×10-8(△K)2.7523.119Mn5920℃正火620℃回火（母材、焊縫、熔合線）f=12Hz,20℃△K=19~57f=12Hz,320℃△K=19~571.55×10-8（△K）3.412.13×10-9（△K）3.24A533,GRADEBCLASS1母材、焊縫、熱影響區(qū)F=10Hz8.2×10-9（△K）2.2（上限）A514,GRADE BS4360-50D母材、焊縫、熱影響區(qū)f=0.1~5Hz,316℃f=0.25~30Hzr=0.08~0.7Kmax<15MPam1.6×10-6（△K）3.01.36×10-8（△K）4.2(中心表面裂紋板)C-Mn鋼母材、焊縫、熱影響區(qū)1.9×10-9(△K)3.0表E.1(續(xù))鋼號(hào)熱處理制度試驗(yàn)條件da/dN次△KthMPa mBHW35920C正火，630回火1.92×10-9（△K）2.613MnNiMoNb930C正火，630回火6.97×10-10△K）2.75ZG20CrMoVr=1/31.03×10-12(△K)5..347.620g2.1×10-8（△K）2.496.68r=01.13×10-12（△K）5.2522K焊縫材料水中4.2×10-12（△K）5.25(上限)6.3×10-11（△K）5.2520SiMn焊縫材料1.95×10-9（△K）3.366.44~11.28A-533B5.17×10-9（△K）3.06SA508,CLSS2,3空氣中，亞表面缺陷水反應(yīng)堆環(huán)境，表面缺陷r=0~0.254.75×10-9（△K）3.736.76×10-9（△K）3.73SYT-N軋態(tài)r=0.15.63×10-10（△K）4.0軋態(tài)退火r=0.09r=0.082.87×10-10（△K）4.054.58×10-8（△K）2.4514MnMoNbB920C淬火，620C回火△K=31~622.61×10-8（△K）2.518MnMoNb正火筒體八字裂紋，r=0，內(nèi)5.44×10-9（△K）3.0調(diào)質(zhì)壓疲勞試驗(yàn)1.36×10-8（△K）2.716MnR,20gf=1.3~2.5次/min4.2×10-9（△K）3.1512CrNiMoV930C正火930淬火610C回火△K=22~625.96×10-8（△K）2.441Cr18Ni9Ti6.54×10-10（△K）4.03注：表中△KMPam；r——應(yīng)力比（r＝σmin／σmax）;3.f——頻率;4.碳鋼和碳錳鋼：△Kth＝190（1－0.76r）其它鋼材：△Kh＝22185r，r01；△Kth191，r0.1。附錄電站常用鋼的P()—曲線E.1電站常用鋼的P()—曲線見圖E.1-E.9。T12CT12C=18.4403908317.017.518.018.519.019.520.0230210190170150130應(yīng)力應(yīng)力MPa90705030P()/1000T12曲線10CrMo91010CrMo910(T22)C=17.72024310230210190170150130應(yīng)力應(yīng)力MPa9070503016.0

16.5

17.0

17.5

18.0P()/1000

18.5

19.0

19.5

20.0T22曲線12Cr1MoVGC12Cr1MoVGC=25.2190192322.0 22.5 23.0 23.5 24.024.5P()/100025.0 25.5 26.0 26.5 27.0230210190170150130應(yīng)力應(yīng)力MPa90705030E.3 12Cr1MoVG曲線X20CrMoV12-1CX20CrMoV12-1C=23.6613031617.017.518.018.519.019.520.0230210190170150130應(yīng)力應(yīng)力MPa90705030P()/1000E.4 X20CrMoV12-1曲線ASTMP91/T91CASTMP91/T91C=26.6489624324.024.525.025.526.026.527.027.528.028.529.029.530.0230210190170150130應(yīng)力應(yīng)力MPa90705030P()/1000E.5 P91/T91—曲線250250230210190170ASTMP92/T92C=23.503199831501301109070503022.0 22.5 23.0 23.5 24.0 24.5 25.0 25.5 26.0 26.5 27.0 P()/100025023021019017012Cr2MoWVTiBC=27.756896241501301109070503025.025023021019017012Cr2MoWVTiBC=27.756896241501301109070503025.0 25.5 26.0 26.5 27.027.5P()/100028.0 28.5 29.0 29.5 30.0應(yīng)力MPa應(yīng)力MPaG102—曲線250230210 TP304H190 C=13.47916163170150130應(yīng)力應(yīng)力MPa9070503013.0

13.5

14.0

14.5

15.0

15.5

16.0

16.5

17.0

17.5

18.0TP304H曲線HR3CCHR3CC=16.97828293280260240220200180160應(yīng)力應(yīng)力MPa12010080604018.0

18.5

19.0

19.5

20.0P()/1000

20.5

21.0

21.5

22.0HR3C曲線177.84301531530附錄F177.84301531530關(guān)鍵部件壽命評(píng)估舉例F.1主蒸汽管道的蠕變壽命估案例見DL/T940附錄D。F.2鍋筒的疲勞壽命評(píng)估案例F.2.1概況CAROLINA19901220169194296小289100189262626次，估算該臺(tái)鍋筒的低周疲勞壽命。鍋筒運(yùn)行的主要參數(shù)如下：設(shè)計(jì)力： 19.32MPa設(shè)計(jì)度： 359℃安全門的設(shè)計(jì)壓力20.33MPa/20.43MPa/20.55MPa/20.68MPa水壓驗(yàn)力： 19.32MPa水壓驗(yàn)度： 不于27℃72A2166.477.8，19752mm21491mm784Φ673.1×57.2mm，材料為GB/T16507.42038環(huán)向截面71545軸向截面2038環(huán)向截面71545軸向截面Φ815×1351552050210圖F2.1 鍋筒集中下降的結(jié)構(gòu)型式及實(shí)測(cè)測(cè)（mm）50210鍋爐在啟動(dòng)和停爐過程中，鍋筒筒體存在著三種溫差：徑向溫差、周向溫差和軸向溫差。因鍋筒可自由膨脹，故軸向溫差應(yīng)力可略。7℃（185℃na）徑向溫差分析。依據(jù)GB/T16507.4，鍋筒筒體徑向內(nèi)外壁溫差δt由式(F.1)計(jì)算：tt0

Ctet/a

(F2.1)tBT507.表2.1（2.12.2。表F2.1 材的性參數(shù)100℃200℃300℃359400℃熱導(dǎo)率λ（W/m·℃）—47.745.243.542.3定壓比熱容cp（kJ/kg·℃）—0.5020.5480.5760.595密度ρ（kg/m3）7820表F2.2 鍋各運(yùn)況下徑內(nèi)壁差算結(jié)果工況溫度變化（℃）飽和壓力變化（MPa）啟停升負(fù)荷鍋筒溫升/降率（℃/min）徑向內(nèi)外壁溫差（℃）啟停冷態(tài)啟停20～3590～19.32≈3001.85/-1.85-54.854.8熱態(tài)啟停150～3591.6～19.32≈2001.85/-1.85-54.754.7調(diào)峰運(yùn)行330～35913.0～19.32≈1600.2/-0.2-5.95.9水壓試驗(yàn)無變化0～19.32//00b）GB/T16507.450561256661.710℃。F2.3.1內(nèi)壓應(yīng)力鍋筒筒體的當(dāng)量薄膜應(yīng)力按式（F2.2）計(jì)算。dm Diepdm2e

（F2.2）內(nèi)壓應(yīng)力引起的三個(gè)主應(yīng)力分量由式（F2.3）-（F2.5）計(jì)算。npK1ndzpK1zdrpK1rd

（F2.3）（F2.4）（F2.5）F2.3.2徑向溫差熱應(yīng)力徑向溫差熱應(yīng)力由式（F2.6）-（F2.8）計(jì)算。ECnt1K2nCf

（F2.6）zt10

（F2.7）F2.3.3周向溫差熱應(yīng)力

rt10

（F2.8）周向溫差在集中下降管軸向截面的接管內(nèi)轉(zhuǎn)角處引起的應(yīng)力由式（F2.9）-（F2.11）計(jì)算。nt20.4K3nEtmaxzt20rt20式（F2.1）～（F2.10）GB/T16507.4F2.3。表F2.3 鍋不工應(yīng)力算果（MPa）

（F2.9）（F2.10）（F2.11）工況冷態(tài)啟停熱態(tài)啟停調(diào)峰運(yùn)行水壓試驗(yàn)內(nèi)壓應(yīng)力環(huán)向σnp峰值328.97313.09313.09313.09谷值025.93210.670軸向σzp峰值-21.22-20.20-20.20-20.20谷值0-1.67-13.590法向σrp峰值-20.30-19.32-19.32-19.32谷值0-1.60-13.000徑向溫差熱應(yīng)力環(huán)向σnt1峰值154.10154.1018.90谷值-154.10-154.10-18.90軸向σzt1峰值0000谷值0000法向σrt1峰值0000谷值0000周向溫差熱應(yīng)力環(huán)向σnt2峰值-1.08-1.08-1.080谷值-13.48-13.48-6.660軸向σzt2峰值0000谷值0000法向σrt2峰值0000谷值0000F2.3.4應(yīng)力的合成與計(jì)算合成主應(yīng)力由內(nèi)壓和溫差引起的合成主應(yīng)力按式（F2.12）-（F2.14）計(jì)算，合成主應(yīng)力均取內(nèi)壓應(yīng)力和熱應(yīng)力的極值。主應(yīng)力差值

1npnt22zpzt23rprt2

（F2.12）（F2.13）（F2.14）以σpi、σvi（i=1、2、3）標(biāo)記峰、谷值主應(yīng)力計(jì)算值，在計(jì)算出每一種工況下的峰、谷值主應(yīng)力后，按式（F2.15）-（F2.20）計(jì)算主應(yīng)力差值。峰值主應(yīng)力差值：p12p1p2p23p2p3p31p3p1

（F2.15）（F2.16）（F2.17）谷值主應(yīng)力差值：

v12v1v2v23v2v3v31v3v1

（F2.18）（F2.19）（F2.20）主應(yīng)力差波動(dòng)范圍按式（F2.21）-（F2.23）計(jì)算。12p12v1223p23v2331p31v31

（F2.21）（F2.22）（F2.23）交變應(yīng)力范圍交變應(yīng)力范圍按式（F2.24）計(jì)算。,23,31

（F2.24）應(yīng)力幅值應(yīng)力幅值按式（F2.25）計(jì)算。

a/2

（F2.25）式（F.12）～（F.22）中符號(hào)和意義見GB/T16507.4。將表F2.1中的數(shù)值代入式（F2.12）-（F2.25）進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果見表F2.4。表F2.4 鍋不工應(yīng)力成果（MPa）工況冷態(tài)啟停熱態(tài)啟停調(diào)峰運(yùn)行水壓試驗(yàn)合成主應(yīng)力環(huán)向峰值σp1481.99466.11330.91313.09谷值σvg1-167.58-141.65185.110軸向峰值σp2-21.22-20.2020.20-20.20谷值σv20-1.67-13.590法向峰值σp3-20.30-19.32-19.32-19.32谷值σv30-1.60-13.000主應(yīng)力差值峰值σp12503.21651.65351.11333.29σp23-0.92-3.500.88-0.88σp31-502.29-648.15-350.23-332.41谷值σv12-167.58-229.82198.710σv230-0.27-0.590σv31167.58230.09-198.110應(yīng)力差波動(dòng)范圍Δσ12670.79626.28152.41333.29Δσ230.920.810.290.88Δσ31669.87625.48152.12332.41交變應(yīng)力范圍670.79626.28152.41333.29應(yīng)力幅值335.40313.1476.20166.65F2.4鍋筒低周疲勞壽命損耗估算a

E0aE

（F2.26）式中：E0——低周疲勞曲線的鋼材彈性模量，E0=206000MPa；Et——設(shè)計(jì)計(jì)算工況最高溫度下材料彈性模量，Et=163790MPa。GB/T16507.4Nnini/N（F2.27）計(jì)算。mniDm

（F2.27）式中：m——總設(shè)計(jì)循環(huán)工況數(shù)；

i1Nini——Ni——（2.272.5。由2.53726年142960.2473DL/T654規(guī)定D0.758373474315918468表F2.5 鍋低疲耗計(jì)結(jié)果工況修正應(yīng)力幅值（P）實(shí)際啟停次數(shù)ni許用循環(huán)次數(shù)N總損傷率ni/N冷態(tài)啟停421.8315215000.1013熱態(tài)啟停393.8418916000.1181調(diào)峰運(yùn)行95.8480963000000.027水壓試驗(yàn)169.9526290000.0009累積損傷/0.247350MW750mm～970mm15°～35°Ф2mm～Ф4.2mm12mm～47mm。所查缺陷中有的超標(biāo)，對(duì)缺陷進(jìn)行安全性評(píng)定。3000r/min超速試驗(yàn)轉(zhuǎn)速：3360r/min主蒸汽壓力：9.0MPa(自動(dòng)主汽門前）主蒸汽溫度：535°C（自動(dòng)主汽門前）轉(zhuǎn)子材料：30Cr2MoV材料的室溫屈服強(qiáng)度Rp0.2＝523.3MPa材料的室溫抗拉強(qiáng)度Rm＝705.6MPa。F3.12.25F1.1。對(duì)于缺陷的復(fù)合、規(guī)則化和表征參照GB/T19624圖F3.1 轉(zhuǎn)子低壓端的分布及尺寸表F3.1 轉(zhuǎn)缺的化與缺陷號(hào)距低壓端(mm)距中心孔表(mm)角度(°)檢測(cè)當(dāng)量(mm)計(jì)算的當(dāng)量(mm)缺陷合并后的(mm)175032.8565Ф2.3Ф3.45275018.4835Ф2.0Ф3.00380019.1635Ф2.0Ф3.00482020.0015Ф2.0Ф3.00584026.6935Ф2.5Ф3.75Ф10.1684020.0035Ф2.0Ф3.00786012.3235Ф3.0Ф4.50Ф4.5887014.0015Ф2.8Ф4.20990021.0015Ф2.0Ф3.001097046.5025Ф4.2Ф6.30Ф18.41197033.0030Ф2.3Ф3.45由表F3.1可見，10號(hào)缺陷的當(dāng)量尺寸最大；7號(hào)缺陷距中心孔表面最近，且檢測(cè)當(dāng)量尺寸僅次于10號(hào)缺陷，從直觀上分析這兩個(gè)缺陷較為嚴(yán)重。σt和徑向應(yīng)力σj(3)2 R

2 12R2R2R2Rn wR222 R2Rn wR2

R2t 8g w

3

(F3.1)(3)2 R

2R