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, 彳礼,剩句
机槭装备的剩泉寿命预科
机械装备的剩余寿命预测
成都科技大学剃蓉生丁
到年止, 全日本正在运行的火力发电厂
一
, 引言设备有已服役了年, 超过了万小时
任何机件均在一定的应力状态、环境介的设计寿命”, 高温设备老化问题已迫在
质及温度条件下服役。随着机械装备运转时眉睫。在我国,文献于年就明确指
间的推移, 机件表面或内部将会产生诸如磨出; “已有很大数量的高参数电站锅炉机组
损、腐蚀、疲劳、蠕变、脆化等损伤。上述的主蒸汽管道运行时间接近或超过设计寿
损伤累积的过程, 也就是机件寿命不断减少命, 这些管道能否继续服役, 还有多少潜
的过程, 直到该机件完全报废, 即寿命终结力, 用什么方法评定, 是迫切需要解决的重
为止。大问题。”事实上, 电厂事故已在不断发
“剩余寿命预测”是现代工业的一个重生, 年年间, 全世界已有根转
大课题,是经济发展与大工业运作现状的需子发生爆炸事故。另外, 新建电厂的巨大投
要。具有代表性的是火力发电厂与石油化工资, 停机带来的重大经济损失, 这些都是引
厂。以日本为例,现在运行的火力发电厂大多起科技工作者积极开展剩余寿命预测研究的
数是在年年集中建造起来的⋯, 原因。
表常见的无损评定技术
常见无损评定技术,文献就各种方法作
, 剩余寿命顶湃技术与方法
了简要介绍。
. 无损评定技术. 分析法
无损评定—分析法主要是指利用断裂力学的研究成
技术广泛应用于对材料损伤的检测和果,对裂纹体构件的断裂进行计算, 以预测
监控,是剩余寿命预浏的基础。表是美国其寿命的方法。这种方法成功地运用于如疲
国家航空和航天管理局分类的劳这种渐进损伤过程。著名的定理
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《机械》, —第挂, 第籀~,
;/Ⅳ;可视为这一方法的先例。测精度。利用上述曲线进行实际机件寿命预

测时,只需在机件待测部位表面制取复型,
通常情况下可将断裂分为种类型:
循环依存型断裂如疲劳与腐蚀疲劳断
裂,时间依存型断裂如应力腐蚀与蠕
变断裂, 非时间依存型断裂如解理
断裂。以疲劳断裂为例,其裂纹扩展条件
』
是△≥△若已知裂纹扩展速率与

应力场强度因子幅△, 应力比月,频率,的
关系式△, 月, ,,便可由
“。五百
解得裂纹由初始长度口。扩展到长度为口时的
寿命Ⅳ。
. 疲劳损伤的微观裂纹测定法
对于受到热疲劳的机件,损伤初期在机
件表面形成许多微裂纹,其后逐渐向内聚合
扩展成主裂纹。微观裂纹测定法就是用复型
技术检测形成主裂纹的微观裂纹的扩展行
为,判定疲劳损伤禽蠕变损伤程度, 由
此预测疲劳剩余寿命的方法。最大裂锭长度为时作为
图为——铸钢在热疲劳服役条图最大镦观裂纹长度与疲劳损伤率的
件下最大微观裂纹长度与疲劳损伤率的关关系
系。是运转到某个时期的循环周次与断裂
循环周次的比值表示发生疲劳断裂。用光学显微镜测出最大裂纹长度。由图获
图为—钢最大微观裂纹长度与的得疲劳损伤率幽, 剩余寿命厶可由下式求
关系。可见均具有良好的相关性及较高的预得
工击一·
式中, “为运转周次。在铡量最大微