[发明专利]一种异种钢接头疲劳寿命预测方法及装置

说明书

本发明提供一种异种钢接头疲劳寿命预测方法及装置，所述方法包括：获取待预测的异种钢接头的构成信息；根据所述异种钢接头的构成信息，确定对应的疲劳寿命预测模型；根据所述疲劳寿命预测模型，预测出所述异种钢接头的疲劳寿命。所述装置用于执行上述方法。本发明提供的异种钢接头疲劳寿命预测方法及装置，可实现对高温疲劳裂纹扩展路径的实时观察和测量，进而得到疲劳裂纹的扩展速率，并且易于操作和控制，能节省试验过程中产生的经济和时间成本。

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，具体涉及一种异种钢接头疲劳寿命预测方法及装置。

背景技术

现役超超临界火电机组锅炉受热面管系中有大量由铁素体钢和奥氏体钢构成的异种钢焊接接头(如T91/TP347H、T92/HR3C、T92/Super304等)，几乎均用镍基合金作为焊缝填充金属。生产实践表明，火电机组在500～620℃温度下深度调峰运行容易导致受热面管系焊接接头产生严重的疲劳损伤，工程检测发现大量的异种钢接头在服役7～10万小时后发生早期失效，使用寿命远低于设计寿命的20万小时。因此，当前迫切需要对铁素体钢和奥氏体异种钢焊接接头的高温疲劳性能评估，开展相关科学实验研究，这对火电机组深度调峰下异种钢接头长期安全使用具有重要意义。

通常，参考标准设计的异种钢接头疲劳试样在传统恒温炉内以辐射传热方式进行加热，整个试样(包括非标距段)达到预定温度后进行恒定应力幅下的疲劳试验，疲劳裂纹可能在试样的标距段起裂，即靠近熔合线的铁素体侧热影响区或奥氏体钢侧熔合区；也可能因机械夹具与试样接触位置在高周期的循环加载作用下产生较大结构应力，导致接头试样的非标距段的铁素体侧母材区优先起裂扩展，这种疲劳实验结果随机性较大，所测得高温疲劳曲线的实验数据分散性也较大，不利于有效评估其疲劳寿命。同时，若要深入研究异种钢接头高温疲劳裂纹扩展路径和裂纹扩展速率均难以实现。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明实施例提供一种异种钢接头疲劳寿命预测方法及装置。

本发明的一方面，提供一种异种钢接头疲劳寿命预测方法，包括：

获取待预测的异种钢接头的构成信息；

根据所述异种钢接头的构成信息，确定对应的疲劳寿命预测模型；

根据所述疲劳寿命预测模型，预测出所述异种钢接头的疲劳寿命。

在优选的实施例中，根据所述异种钢接头的构成信息，确定对应的疲劳寿命预测模型，包括：

根据所述异种钢接头的构成信息，制作一对应的异种钢接头试件，其中所述异种钢接头试件中由两种耐热钢材料和焊缝材料组成的标距段区域均与所述异种钢接头一致；

对所述异种钢接头试件进行测试实验，根据测试实验得到的裂纹扩展信息生成一疲劳寿命预测模型。

在优选的实施例中，所述裂纹扩展信息包括：异种钢接头试件的标距段区域的裂纹扩展路径信息和裂纹扩展速率信息；

对所述异种钢接头试件进行测试实验，根据测试实验得到的裂纹信息生成一疲劳寿命预测模型，包括：

将所述异种钢接头试件的标距段区域加热至一预设温度；

对所述异种钢接头试件的标距段区域施加轴向循环应力，进而得到所述裂纹扩展信息；

根据所述裂纹信息及所述轴向循环应力信息，生成所述疲劳寿命预测模型。

在优选的实施例中，所述将所述异种钢接头试件的标距段区域加热至一预设温度，包括：

将电磁感应线圈缠绕于所述异种钢接头试件的标距段区域；

导通所述电磁感应线圈，进而以恒定升温速率将所述异种钢接头试件的标距段区域进行加热。