基于固支直杆弯曲小试样的P91/P92钢蠕变性能对比评价研究

韩 笑，余海洋，周帼彦，涂善东

(华东理工大学 承压系统与安全教育部重点实验室，上海 200237)

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近年来，超(超)临界机组已成为我国火力发电主流机组，随着火电机组参数和效率的提高，机组所选用钢材等级不断提高。P91/P92钢由于其较高的性价比及良好的性能，成为超(超)临界机组关键部件的主要材料类型[1]，包括主蒸汽管道、再热蒸汽管道以及高温联箱等，如表1[2]所示。超(超)临界机组关键部件的服役温度范围为600～700 ℃，服役压力30.0 MPa，长期服役于该高温高压工况下，这些结构材料的性能劣化甚至断裂，不但缩短机组寿命，还会对热电厂的高效生产及安全性造成严重影响。其中蠕变断裂为主要的失效形式。因此对比分析P91/P92材料的高温蠕变性能及其影响因素，对火电机组关键部件的合理选材、高效设计以及安全运行具有重要意义。

表1 超(超)临界锅炉主要部件用钢

目前，国内外已对P91/P92钢材的蠕变性能进行了广泛的研究。BURTON等[3]提出了纯扭转的多轴螺旋弹簧蠕变试验法，并用于研究低应力下P91钢的短程蠕变行为，分析了低应力下组织退化对蠕变性能的影响。许乐等[4]对P92钢焊接接头蠕变损伤与裂纹扩展进行了有限元模拟，建立了裂纹萌生/扩展行为与热影响区宽度的关系。黄桥生等[5]对P92钢焊接接头进行高温持久试验,从微观角度分析了P92钢焊接接头蠕变损伤的形成机理。BENDICK等[6]总结了P92钢的蠕变强度外推方法，扩大了P92钢蠕变强度的预测范围。毕瑶等[7]通过蠕变持久和间断试验制备了具有不同蠕变损伤状态的P91钢试样，并利用3.5%NaCl电解液研究了P91高温蠕变损伤过程中的电化学极化行为，得到了蠕变损伤速率与组织的关系。……