高温压力管道焊接接头的非均匀蠕变损伤机理及寿命预测方法研究

基本信息
批准号:51805546
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:24.00
负责人:杨滨
学科分类:
依托单位:中国石油大学(华东)
批准年份:2018
结题年份:2021
起止时间:2019-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:赵延灵,张玉财,周凡,解学方,张倩,孙文起,张磊
关键词:
寿命预测方法高温压力管道焊接接头非均匀蠕变损伤
结项摘要

Formulating life extension strategies based on precise life prediction for high temperature pressure piping after long-term service has been one of the major issues for energy industry. The aim of this project is to conduct research on nonhomogeneous creep damage of weldment of high temperature pressure piping. The following issues will be included in the present project: (1) Characterizing the nonhomogeneous creep damage along the thickness of the pipe and at the local regions in the weldment by microstructural analysis and small angle neutron diffraction (SANS) investigations. Studying the degraded mechanical properties in the nonhomogeneous damage situation in terms of micro-hardness test, tensile test and creep test. (2) Comparing the distribution of creep voids in the columnar grain zone (CGZ), the equiaxed grain zone (EGZ) and the recrystallized grain zone (RGZ). Establishing the relationship between creep damage and microstructural morphology, i.e., grain shape, carbides types and so on. Figuring out the creep damage mechanism of multi-pass weld metal with nonhomogeneous microstructures. (3) Building a detailed geometrical model of multi-pass weld metal based on the microstructure observation. Establishing a revised creep damage constitutive model by coupling the microstructure evolution mechanism with the creep rate equation. Developing a creep life prediction method for weldment with fully considering the effect of nonhomogeneous creep damage. The project is expected to provide new insights into creep residual life assessment of weldment of high temperature pressure piping and to give scientific support to the state inspection and life extension analysis.

针对超期服役的高温压力管道焊接接头,进行精确的寿命预测,制定合理的延寿决策,是能源行业亟需解决的关键问题之一。本项目围绕高温压力管道焊接接头的非均匀蠕变损伤问题进行研究,主要包括:(1)采用微观组织分析与小角度中子衍射测试相结合的方法,定量表征管道壁厚方向和接头局部微区的蠕变损伤分布情况,通过显微硬度、拉伸和蠕变试验,研究非均匀损伤条件下的力学性能退化规律;(2)对比柱状晶区、等轴晶区和重结晶区的蠕变孔洞分布规律,反演蠕变损伤与晶粒形状、析出物类型等的映射关系,理清多道焊缝非均匀组织在长时蠕变条件下的损伤机理;(3)参照微观组织排布情况建立细化的多道焊缝金属几何模型,构建耦合组织演化机制的蠕变损伤本构方程,制定充分考虑焊接接头非均匀蠕变损伤特性的寿命预测方法。本项目有望为超期服役高温压力管道焊接接头的寿命评估提供新的思路,为状态检测及延寿分析提供科学支持。

项目摘要

针对超期服役高温压力管道,从蠕变损伤表征、机理分析、寿命预测及修补等角度进行了延寿评估方法研究。对比CoMoV原始钢及服役钢的微观组织、拉伸性能、蠕变性能发现:长时服役后的蠕变损伤主要为晶粒明显长大,珠光体严重球墨化,碳化物密度、尺寸均显著增大,且晶界发生了贫化;长时服役后拉伸性能的退化规律与温度有关,室温条件测试获取的拉伸性能老化规律不能代表真实服役条件下拉伸性能老化规律。服役钢接头持久强度略大于服役钢母材强度,在寿命评估中为保守和简化起见,可以近视采用服役钢母材的蠕变持久强度预测高温压力管道的剩余寿命。服役钢的蠕变延性不受应力水平影响,采用唯象的延性耗竭蠕变本构方程可以有效描述长时服役后的蠕变变形行为;修正后的Monkman-Grant关系在有效预测长时蠕变寿命方面具有一定潜力。垂直受力方向等轴晶、柱状晶晶界长度的差异是引起非均匀蠕变损伤的重要因素。考虑到管道工作过程中,蠕变裂纹长度在壁厚1/3之前扩展速率缓慢,而后快速扩展,当裂纹长度达到壁厚的1/3时需进行更换或维修。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

粗颗粒土的静止土压力系数非线性分析与计算方法

粗颗粒土的静止土压力系数非线性分析与计算方法

DOI:10.16285/j.rsm.2019.1280
发表时间:2019
2

基于LASSO-SVMR模型城市生活需水量的预测

基于LASSO-SVMR模型城市生活需水量的预测

DOI:10.19679/j.cnki.cjjsjj.2019.0538
发表时间:2019
3

低轨卫星通信信道分配策略

低轨卫星通信信道分配策略

DOI:10.12068/j.issn.1005-3026.2019.06.009
发表时间:2019
4

近 40 年米兰绿洲农用地变化及其生态承载力研究

近 40 年米兰绿洲农用地变化及其生态承载力研究

DOI:
发表时间:2020
5

基于多模态信息特征融合的犯罪预测算法研究

基于多模态信息特征融合的犯罪预测算法研究

DOI:
发表时间:2018

杨滨的其他基金

批准号:81773895
批准年份:2017
资助金额:57.00
项目类别:面上项目
批准号:50671013
批准年份:2006
资助金额:26.00
项目类别:面上项目
批准号:61771475
批准年份:2017
资助金额:63.00
项目类别:面上项目
批准号:21806043
批准年份:2018
资助金额:28.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51261012
批准年份:2012
资助金额:50.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:11302248
批准年份:2013
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81301496
批准年份:2013
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:50001003
批准年份:2000
资助金额:16.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41877358
批准年份:2018
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:81772251
批准年份:2017
资助金额:57.00
项目类别:面上项目
批准号:30572338
批准年份:2005
资助金额:8.00
项目类别:面上项目
批准号:51861017
批准年份:2018
资助金额:38.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:81073042
批准年份:2010
资助金额:32.00
项目类别:面上项目
批准号:81772258
批准年份:2017
资助金额:56.00
项目类别:面上项目

相似国自然基金

1

钎焊接头微区蠕变行为及寿命预测研究

批准号:51675181
批准年份:2016
负责人:周帼彦
学科分类:E0504
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
2

考虑多裂纹干涉影响的高温焊接管道蠕变寿命评估方法研究

批准号:51505328
批准年份:2015
负责人:赵雷
学科分类:E0508
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
3

氢介质环境下高温管道蠕变损伤机理及预测模型研究

批准号:51405159
批准年份:2014
负责人:王宁
学科分类:E0504
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
4

Inconel625/BNi-2钎焊接头蠕变裂纹扩展行为及寿命预测研究

批准号:51805545
批准年份:2018
负责人:张玉财
学科分类:E0504
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目