电站高温部件寿命评估电站高温部件寿命评估 介绍人介绍人 ：： 欧阳杰河北省电力研究院锅检所河北省电力研究院锅检所 二二○○一一一一年十一月年十一月 主要内容主要内容：•寿命评估的必要性及可行性寿命评估的必要性及可行性 •寿命评估方法（寿命评估方法（DL/T 654））•锅炉管的寿命评估锅炉管的寿命评估 寿命评估的必要性及可行性寿命评估的必要性及可行性•预防和减少发电机组重要部件的失效事故预防和减少发电机组重要部件的失效事故•开展机组寿命评估是机组进行状态检修的必开展机组寿命评估是机组进行状态检修的必然•超临界及超超临界机组安全运行监督的需要超临界及超超临界机组安全运行监督的需要•发电机组潜在寿命远远超过其设计寿命，设发电机组潜在寿命远远超过其设计寿命，设计寿命实际上包含了很大的安全余量计寿命实际上包含了很大的安全余量 高温导汽管爆破高温导汽管爆破•材质：材质：12Cr1MoV•规格：规格：Ф133× 10•累计运行时间：累计运行时间：171025.44小时小时 主蒸汽管道延寿的可行性主蒸汽管道延寿的可行性•设计时留有裕度：设计中取用的持久强度是平均值，允许有设计时留有裕度：设计中取用的持久强度是平均值，允许有20%20%的波动，对于持久强度的最小值，安全系数实际为的波动，对于持久强度的最小值，安全系数实际为1.5 1.5 0.8=1.20.8=1.2。
在这种安全系数下，金属的断裂时间由在这种安全系数下，金属的断裂时间由10105 5小时增小时增加到加到2 2 10105 5•管壁厚度也考虑了一定裕度，如理论计算壁厚在钢管两个厚管壁厚度也考虑了一定裕度，如理论计算壁厚在钢管两个厚度等级之间，则选厚的度等级之间，则选厚的 对于弯管增加对于弯管增加1010％的厚度％的厚度•作为设计标准的持久强度值是在试验室得到的，试棒在高温作为设计标准的持久强度值是在试验室得到的，试棒在高温下氧化时有效面积减少，所以所得下氧化时有效面积减少，所以所得σσt t10105 5有偏于保守的因素有偏于保守的因素•我国控制高温运行主汽管蠕变量我国控制高温运行主汽管蠕变量≤≤1%1%或蠕变速率或蠕变速率≤≤1×10-1×10-7 7mm/(mm·h)mm/(mm·h)，，而实际运行而实际运行1010万小时、万小时、2020万小时，而未达到万小时，而未达到这个数值，有些保守，德国放宽标准，蠕变量控制在这个数值，有些保守，德国放宽标准，蠕变量控制在≤≤2%2%，，1010CrMo910CrMo910钢，认为蠕变量达钢，认为蠕变量达3.53.5％才开始蠕变第三阶段。
％才开始蠕变第三阶段 金属材料高温蠕变金属材料高温蠕变•蠕变：在一定温度下，金属材料或机械部件在蠕变：在一定温度下，金属材料或机械部件在长时间的应力（小于屈服极限）作用下发生缓长时间的应力（小于屈服极限）作用下发生缓慢塑性变形的现象慢塑性变形的现象金属材料典型的蠕变曲线金属材料典型的蠕变曲线 12Cr1MoV钢主蒸汽管的蠕变损伤钢主蒸汽管的蠕变损伤 图图1 晶界碳化物晶界碳化物 图图2 晶界蠕变孔洞晶界蠕变孔洞 图图3 蠕变孔洞链蠕变孔洞链 图图4 宏观裂纹宏观裂纹 金属材料高温蠕变金属材料高温蠕变•“高高”或或“低低”温：相对于该金属的熔点而温：相对于该金属的熔点而言•约比温度：约比温度：T/Tm（（T为试验温度，为试验温度，Tm金属熔金属熔点点,均为绝对温度）均为绝对温度） 当当 T/Tm＞＞0.5时，为时，为“高高” 温，对于不同温，对于不同金属，在同样的约比温度下，其蠕变行为相金属，在同样的约比温度下，其蠕变行为相似，力学性能变化规律相同似，力学性能变化规律相同 金属材料高温蠕变金属材料高温蠕变•工作温度大于等于工作温度大于等于400 ℃℃应考虑高温蠕变问题。
应考虑高温蠕变问题如：主汽、再热蒸汽管道，机炉外小管，高温联箱如：主汽、再热蒸汽管道，机炉外小管，高温联箱等部件•工作温度小于等于工作温度小于等于400 ℃℃不考虑蠕变问题不考虑蠕变问题如：低温联箱、水冷壁、省煤器、给水管道等承压如：低温联箱、水冷壁、省煤器、给水管道等承压汽水管道汽水管道 金属材料高温蠕变强度金属材料高温蠕变强度•持久强度：试样在恒定温度下，达到规定的持续持久强度：试样在恒定温度下，达到规定的持续时间而不至断裂的最大应力时间而不至断裂的最大应力•工程中的表示方法：工程中的表示方法：• =75MPa，，表示某材料表示某材料540℃℃下，下， 经经105小小时时后后发发生生断断裂裂的的应应力力为为75MPa称称材材料料540℃℃，， 105小时小时的持久强度为75MPa 金属材料高温蠕变强度金属材料高温蠕变强度蠕变极限（两种表示方法）：蠕变极限（两种表示方法）：•在给定的温度下，使试样产生规定的蠕变速率的应在给定的温度下，使试样产生规定的蠕变速率的应力表示为：力表示为： =60MPa，，表示表示540℃℃，蠕变速率为，蠕变速率为1×10-5%·h-1的蠕变极限为的蠕变极限为60MPa。
•在给定温度下和规定的试验时间内，使试样产生规在给定温度下和规定的试验时间内，使试样产生规定的蠕变伸长率的应力值表示为：定的蠕变伸长率的应力值表示为： =100=100MPaMPa，，表示材料表示材料500℃℃，，105小时后伸长率小时后伸长率1%的蠕变极限为的蠕变极限为100MPa •设计寿命：设计寿命与部件强度设计时所用的设计寿命：设计寿命与部件强度设计时所用的钢材特性强度指标有关钢材特性强度指标有关［［σσ］＝］＝钢材强度特性指标／安全系数钢材强度特性指标／安全系数 我国设计高温部件时以我国设计高温部件时以10105 5小时小时的持久强度的持久强度极限或蠕变极限为依据故设计寿命一般为极限或蠕变极限为依据故设计寿命一般为10105 5小时寿命寿命的概念的概念 •管道理论计算壁厚：管道理论计算壁厚：•式中：式中：p pjsjs- -计算压力，计算压力，MPaMPa；； D Dw w- -管道外经，管道外经，mmmm；； [ [σσ]-]-材料的许用应力，材料的许用应力，MPaMPa；； - -焊缝减弱系数。
焊缝减弱系数寿命寿命的概念的概念 •安全运行寿命：高温部件在实际运行条件下的安全运行寿命：高温部件在实际运行条件下的实际运行时间，安全运行寿命不等于设计寿命实际运行时间，安全运行寿命不等于设计寿命•剩余寿命：剩余寿命： 剩余寿命＝安全运行寿命－迄今为止的实际运行时间剩余寿命＝安全运行寿命－迄今为止的实际运行时间寿命寿命的概念的概念 高温部件材料老化行为高温部件材料老化行为 材料老化使金属高温工作能力降低，影响高温部件材料老化使金属高温工作能力降低，影响高温部件的运行安全性的运行安全性1.1.显微组织变化显微组织变化2.2.碳化物相成分转变碳化物相成分转变3.3.碳化物相结构变化碳化物相结构变化4.4.碳化物相尺寸粗化碳化物相尺寸粗化5.5.机械性能劣化机械性能劣化6.6.硬度变化硬度变化7.7.内壁氧化特征内壁氧化特征( (锅炉管锅炉管) )8.8.蠕变胀粗形变蠕变胀粗形变9.9.蠕变损伤特征蠕变损伤特征 典型钢显微组织的变化典型钢显微组织的变化 12Cr1MoV钢的球化级别钢的球化级别1级球化 2级球化 3级球化 4级球化 5级球化 典型钢显微组织的变化典型钢显微组织的变化 12Cr1MoV钢的球化与性能对应关系钢的球化与性能对应关系 典型钢显微组织的变化典型钢显微组织的变化 1212Cr2MoWVTiBCr2MoWVTiB钢的组织级别钢的组织级别 典型钢显微组织的变化典型钢显微组织的变化 1212Cr2MoWVTiBCr2MoWVTiB钢的组织级别钢的组织级别 0级 1级 2级 3级 4级 细晶老化组织 典型钢显微组织的变化典型钢显微组织的变化 T91钢的组织变化规律钢的组织变化规律 典型钢显微组织的变化典型钢显微组织的变化 T91钢屏式过热器爆管组织钢屏式过热器爆管组织 典型钢显微组织的变化典型钢显微组织的变化 1Cr18Ni9Ti奥氏体钢的组织变化奥氏体钢的组织变化 寿命评估方法寿命评估方法 ：： DL/T 654《《火电役机组寿命评估技术火电役机组寿命评估技术导则导则》》规定了火电机组热力机械部分要进规定了火电机组热力机械部分要进行寿命评估的条件，提出了寿命评估的基行寿命评估的条件，提出了寿命评估的基本步骤，推荐了常用的寿命评估方法。
本步骤，推荐了常用的寿命评估方法 与寿命相关的电站关键部件与寿命相关的电站关键部件•高温过热器、再热器高温过热器、再热器•高温联箱、导汽管高温联箱、导汽管•蒸汽管道蒸汽管道•汽轮机转子汽轮机转子•汽包汽包 寿命评估的条件寿命评估的条件 对关键性部件有下列情况之一时应进行详细的寿命评估对关键性部件有下列情况之一时应进行详细的寿命评估: :•对运行对运行2020万小时万小时( (含含2020万小时万小时) )以上的带基本负荷的机组以上的带基本负荷的机组 •对于参数长期频繁偏离设计参数的机组，进行寿命评估的运行对于参数长期频繁偏离设计参数的机组，进行寿命评估的运行时间应提前时间应提前•对于运行对于运行2020万小时的机组，更换了一般性部件但未对关键部件万小时的机组，更换了一般性部件但未对关键部件进行更换，当继续运行时需根据实际情况按要求进行寿命评进行更换，当继续运行时需根据实际情况按要求进行寿命评估 •对于设计调峰机组，当超过设计循环周次后，应进行低周疲劳对于设计调峰机组，当超过设计循环周次后，应进行低周疲劳校核，对由基本负荷机组改为调峰运行机组及其他频繁启动、校核，对由基本负荷机组改为调峰运行机组及其他频繁启动、参数波动较大的锅炉，必须进行疲劳强度校核。
参数波动较大的锅炉，必须进行疲劳强度校核•部件有裂纹或严重的超标缺陷时，应首先作消缺处理，若不能部件有裂纹或严重的超标缺陷时，应首先作消缺处理，若不能消除，不论其运行时间长短，均应用断裂力学的方法，进行消除，不论其运行时间长短，均应用断裂力学的方法，进行安全性评估和剩余寿命评估安全性评估和剩余寿命评估 无超标缺陷寿命评估框图无超标缺陷寿命评估框图 寿命评估的步骤寿命评估的步骤 机组寿命评估所需资料：机组寿命评估所需资料：•收集机组或部件设计、运行、检修资料收集机组或部件设计、运行、检修资料 •机组的现状检查机组的现状检查 •获取材料性能数据获取材料性能数据 •部件受力状态分析部件受力状态分析 寿命评估的步骤寿命评估的步骤 设计、运行、检修资料：设计、运行、检修资料：l设计及制造资料：包括设计依据、部件材料及其力学设计及制造资料：包括设计依据、部件材料及其力学性能、制造工艺、结构几何尺寸、强度计算书、管道性能、制造工艺、结构几何尺寸、强度计算书、管道系统设计资料系统设计资料 、出厂质量保证书等；、出厂质量保证书等； l安装资料安装资料 ：安装焊口的工艺检查资料，主要缺陷的处：安装焊口的工艺检查资料，主要缺陷的处理记录资料，主蒸汽管道安装的预拉紧记录，焊口探理记录资料，主蒸汽管道安装的预拉紧记录，焊口探伤、金相检验结果等；伤、金相检验结果等；l运行资料：累计运行小时数、负荷记录、启停次数、运行资料：累计运行小时数、负荷记录、启停次数、运行压力及温度典型记录等、事故分析报告等；运行压力及温度典型记录等、事故分析报告等；l维修资料：更换部件记录、历次检修检查（包括金属维修资料：更换部件记录、历次检修检查（包括金属监督）记录等。
监督）记录等 寿命评估的步骤寿命评估的步骤 受热面管现状检查项目：受热面管现状检查项目：•管子表面宏观：氧化磨损腐蚀情况管子表面宏观：氧化磨损腐蚀情况•蠕胀测量蠕胀测量•向火侧壁厚测量向火侧壁厚测量•向火侧内壁氧化皮厚度测量向火侧内壁氧化皮厚度测量•割管组织性能检查等割管组织性能检查等 寿命评估的步骤寿命评估的步骤 受热面管材料性能检查项目：受热面管材料性能检查项目：•室温和工作温度下的拉伸；室温和工作温度下的拉伸；•硬度；硬度；•蠕变、持久强度；蠕变、持久强度；•金相；金相；•蠕变孔洞和裂纹；蠕变孔洞和裂纹； 寿命评估的步骤寿命评估的步骤 部件受力状态分析：即确定部件危险部位的应部件受力状态分析：即确定部件危险部位的应力 对于受热面管可依据检测的向火侧壁厚，用公对于受热面管可依据检测的向火侧壁厚，用公式估算管子的环向应力：式估算管子的环向应力： 寿命评估的方法寿命评估的方法 评估方法按部件主要失效方式确定：评估方法按部件主要失效方式确定：•以蠕变为主要失效方式的部件：蒸汽管道、高以蠕变为主要失效方式的部件：蒸汽管道、高温联箱、过热器、再热器等。
温联箱、过热器、再热器等•以疲劳为主要失效方式的部件：汽包、转子以疲劳为主要失效方式的部件：汽包、转子•蠕变蠕变- -疲劳交互作用的部件：调峰机组的汽轮机疲劳交互作用的部件：调峰机组的汽轮机高压转子，蒸汽管道、高温联箱等高压转子，蒸汽管道、高温联箱等•含缺陷部件：用断裂力学的方法对其寿命进行含缺陷部件：用断裂力学的方法对其寿命进行评估 寿命评估的方法寿命评估的方法 以蠕变为主要失效方式的部件以蠕变为主要失效方式的部件•等温线外推法等温线外推法•L-ML-M参数法参数法•蠕变孔洞评定法蠕变孔洞评定法 寿命评估的方法寿命评估的方法 等温线外推法等温线外推法•普遍采用的经验公式是普遍采用的经验公式是: : trtr＝＝A Aσσ－－B B (l) (l) 式式 (1)(1)中中trtr是断裂时间，是断裂时间，σσ是应力，是应力，A A、、B B是材料常数，是材料常数， 对式对式(1)(1)取对数可得取对数可得: : lgtrlgtr= =lgA-BlglgA-Blgσσ (2) (2) 式式(2)(2)表明断裂时间的对数与应力对数之间呈直线关系。
表明断裂时间的对数与应力对数之间呈直线关系•用等温线法外推材料的某一规定时间的持久强度时，外推用等温线法外推材料的某一规定时间的持久强度时，外推的规定时间应小于试验点时间的规定时间应小于试验点时间1010倍如外推倍如外推540℃540℃下下1010万小万小时的持久强度，最长试验点应大于时的持久强度，最长试验点应大于1000010000小时 1212Cr1MoVCr1MoV持久试验数据等温外推持久试验数据等温外推 1212Cr1MoVCr1MoV钢持久试验转折点现象钢持久试验转折点现象 寿命评估的方法寿命评估的方法 L-ML-M参数法参数法•L— M L— M 参数是时间和温度二者相结合的参数，以参数是时间和温度二者相结合的参数，以P P( (σσ) )表示，有如表示，有如下关系：下关系： P P( (σσ)=)=T T( (C C+ +lglgt tr r) (3)) (3) 式中：式中：t tr r————断裂时间，断裂时间，h h；； T T————试验温度，试验温度，K K；； C C————材料常数。
材料常数•选部件工作温度及其附近选部件工作温度及其附近3 3 个温度，在每一温度下至少进行个温度，在每一温度下至少进行4 4 个个应力水平下的拉伸持久试验按应力水平下的拉伸持久试验按(4)(4)式对试验数据进行多元线性回式对试验数据进行多元线性回归处理求解出归处理求解出C C 值值 lglgt tr r= =C C+(+(C C1lg1lgσσ+ +C C2lg2lg2 2σσ+ +C C3lg3lg3 3σσ+ +C C4lg4lg4 4σσ+ +C C0)/0)/T T (4)(4) 式中：式中：C C0 0、、C C1 1、、C C2 2、、C C3 3、、C C4——4——拟合系数拟合系数•确定管系危险截面的工作应力确定管系危险截面的工作应力•按式（按式（3 3）确定蠕变断裂寿命）确定蠕变断裂寿命 寿命评估的方法寿命评估的方法 L-ML-M参数法在生产中的应用参数法在生产中的应用•P P( (σσ)=)=T T( (C C+ +lglgt tr r) (3)) (3)•当应力固定时，可用当应力固定时，可用L-ML-M近似方程表示：近似方程表示：•T1T1( (C C+lg+lgt tr1)= r1)= T2T2( (C C+lg+lgt tr2)=r2)=常数常数 （（4 4））•在在已知已知C C的条件下，式的条件下，式（（4 4）可以用来估算金属在不同温度下的寿）可以用来估算金属在不同温度下的寿命。
命不同钢材的C值材料C值材料C值低碳钢1818Cr-8Ni钢18Cr-Mo钢2325Cr-20Ni钢15Cr-Mo-V钢20高铬不锈钢24-25Cr-Mo钢-Ti-B钢22 寿命评估的方法寿命评估的方法 L-ML-M参数法在生产中的应用参数法在生产中的应用•当应力一定时当应力一定时•P(σ)=T(C+lgtr)=常数常数 •即：即：T1(C+lgtr1)=T2(C+lgtr2)（（4））• 当已知当已知C值的条件下，式（值的条件下，式（4）可以用来估算金属在）可以用来估算金属在不同温度下的寿命，也可以在已知运行时间的情况下不同温度下的寿命，也可以在已知运行时间的情况下估算金属温度估算金属温度•例例1：：C钢主汽管，错用到钢主汽管，错用到T1=535℃（（808K），使用），使用tr1=2000小时；小时；T2= 450℃ ，， 求求tr2 T1(C+lgtr1)=T2(C+lgtr2)•tr2=6.38Χ105小时小时 寿命评估的方法寿命评估的方法 L-ML-M参数法在生产中的应用参数法在生产中的应用•例例2：：C钢主汽管，错用到钢主汽管，错用到T1=510℃（（783K），），使用使用tr1=104小时；小时；T2= 450℃ 求求tr2 T1(C+lgtr1)=T2(C+lgtr2)（（4）） tr2=6.69Χ105小时小时 510℃下断裂时间与下断裂时间与535℃下断裂时间之比等于下断裂时间之比等于5，说，说明明535℃下运行下运行1小时金属的损伤等于小时金属的损伤等于510℃下运行下运行5小小时。
时 根据式（根据式（4）在已知失效时间时，可估算超温幅度在已知失效时间时，可估算超温幅度 蠕变损伤评定法蠕变损伤评定法 对部件受力最大、温度最高部位或易产生蠕变失效对部件受力最大、温度最高部位或易产生蠕变失效部位（例如主汽管道弯头、三通或阀门等）进行复膜部位（例如主汽管道弯头、三通或阀门等）进行复膜金相检查，定性判断材料蠕变损伤的老化程度金相检查，定性判断材料蠕变损伤的老化程度 蠕变损伤评定法蠕变损伤评定法 对主汽三通进行复膜金相检查的位置：对主汽三通进行复膜金相检查的位置： 蠕变损伤评定法蠕变损伤评定法 热影响区的热影响区的Ⅳ型裂纹型裂纹 ：： 锅炉管的使用特点：锅炉管的使用特点： 过热器、再热器、水冷壁、省煤器过热器、再热器、水冷壁、省煤器( (简简称炉内四管称炉内四管 ）等部件是锅炉内部的主要结）等部件是锅炉内部的主要结构件，长期在火焰、烟气、飞灰等十分恶构件，长期在火焰、烟气、飞灰等十分恶劣的使用环境介质中运行，因而在服役过劣的使用环境介质中运行，因而在服役过程中发生一系列材料组织与性能的变化，程中发生一系列材料组织与性能的变化，这些变化涉及蠕变、疲劳、腐蚀、冲蚀等这些变化涉及蠕变、疲劳、腐蚀、冲蚀等复杂的老化与失效机理。
锅炉管的瀑漏问复杂的老化与失效机理锅炉管的瀑漏问题长期以来一直是导致国内外火电机组强题长期以来一直是导致国内外火电机组强迫停机的主要原因迫停机的主要原因 锅炉管的使用和失效特点：锅炉管的使用和失效特点：•高温锅炉管在运行期间存在内外壁的氧高温锅炉管在运行期间存在内外壁的氧化现象，尤其是内壁形成的蒸汽氧化层，化现象，尤其是内壁形成的蒸汽氧化层，导致热传导性能的恶化，使得管段的金导致热传导性能的恶化，使得管段的金属实际使用温度随运行时间不断升高，属实际使用温度随运行时间不断升高，这是锅炉管不同于其它高温部件的一个这是锅炉管不同于其它高温部件的一个重要特点重要特点 过热器及再热器内壁氧化现象过热器及再热器内壁氧化现象 锅炉管的使用和失效特点：锅炉管的使用和失效特点：•由于不可避免的火侧腐蚀、冲蚀和内由于不可避免的火侧腐蚀、冲蚀和内外壁氧化，导致锅炉管的金属壁厚随外壁氧化，导致锅炉管的金属壁厚随运行时间而逐渐减薄，这意味着管壁运行时间而逐渐减薄，这意味着管壁承受的应力水平将不断升高，这是锅承受的应力水平将不断升高，这是锅炉管实际使用中的另一重要特点炉管实际使用中的另一重要特点 锅炉管的使用和失效特点：锅炉管的使用和失效特点：•由于温度水平和应力水平的升高，锅炉由于温度水平和应力水平的升高，锅炉管材料的老化和蠕变损伤现象也十分严管材料的老化和蠕变损伤现象也十分严重，材料老化引起的强度降低问题突出，重，材料老化引起的强度降低问题突出，大多数高温锅炉管的失效是由于强度降大多数高温锅炉管的失效是由于强度降低到一定水平后，不能满足设计的强度低到一定水平后，不能满足设计的强度需求而导致开裂或泄漏。
需求而导致开裂或泄漏这是锅炉管实这是锅炉管实际使用中的另一重要特点际使用中的另一重要特点 锅炉管的失效类型：锅炉管的失效类型：•电厂常见的锅炉管失效分为六类电厂常见的锅炉管失效分为六类2323种种1.1.冲蚀：飞灰冲蚀、结渣冲蚀、吹灰冲蚀、煤粒冲蚀冲蚀：飞灰冲蚀、结渣冲蚀、吹灰冲蚀、煤粒冲蚀2.2.疲劳：振动疲劳、腐蚀疲劳、热疲劳疲劳：振动疲劳、腐蚀疲劳、热疲劳3.3.应力断裂：短期过热、高温蠕变、异金属焊接、石应力断裂：短期过热、高温蠕变、异金属焊接、石墨化墨化4.4.水侧腐蚀：碱性腐蚀、氢损伤、点蚀、应力腐蚀水侧腐蚀：碱性腐蚀、氢损伤、点蚀、应力腐蚀5.5.火侧腐蚀：低温腐蚀、水冷壁腐蚀、煤灰腐蚀、火侧腐蚀：低温腐蚀、水冷壁腐蚀、煤灰腐蚀、 油灰腐蚀油灰腐蚀6.6.质量控制失误：质量控制失误： 清洗损伤、化学损伤、材料缺陷、清洗损伤、化学损伤、材料缺陷、 焊接缺陷焊接缺陷 过热器的爆管失效过热器的爆管失效 水冷壁管的氢脆爆管水冷壁管的氢脆爆管 锅炉管的寿命评估：锅炉管的寿命评估： 目前国内机组的高温炉管（过热器和目前国内机组的高温炉管（过热器和再热器管）的失效形式仍以高温蠕变（长再热器管）的失效形式仍以高温蠕变（长时过热）失效为主，由于设计、制造、运时过热）失效为主，由于设计、制造、运行等因素的影响，国内机组超温现象比较行等因素的影响，国内机组超温现象比较普遍。
超温运行严重影响材料的老化速度普遍超温运行严重影响材料的老化速度和使用寿命，加快了部件失效的过程，因和使用寿命，加快了部件失效的过程，因此，要进行准确的寿命评定，关键是掌握此，要进行准确的寿命评定，关键是掌握部件的超温程度，即确切了解部件金属的部件的超温程度，即确切了解部件金属的实际使用温度在深入了解材料老化规律实际使用温度在深入了解材料老化规律的基础上，确认失效原因和机理，才可能的基础上，确认失效原因和机理，才可能较准确地对炉管寿命做出预测较准确地对炉管寿命做出预测 锅炉管的寿命评估：锅炉管的寿命评估：•进行锅炉管寿命评估的前提条件是：进行锅炉管寿命评估的前提条件是：（（1 1）对管壁金属温度进行过认真评估，且了解）对管壁金属温度进行过认真评估，且了解 其逐渐升高的速度；其逐渐升高的速度；（（2 2）对管壁实际应力进行过认真评估，且了解）对管壁实际应力进行过认真评估，且了解其逐渐上升的速度；其逐渐上升的速度；（（3 3）掌握具体管段的实际使用时间；）掌握具体管段的实际使用时间；（（4 4）对材料老化状态进行过认真评估，且了解）对材料老化状态进行过认真评估，且了解其老化速度其老化速度。
锅炉管的寿命评估：锅炉管的寿命评估：•G102再热器管寿命评估实例：再热器管寿命评估实例： 背背景景：：200MW机机组组高高再再，，Φ42×3.5,540℃℃,工工作作压压力力2.65MPa累累计计运运行行5.8万万小小时时.同同炉炉高高过过频频繁繁超超温温爆爆管管，，检检修修割割管管检检查查高高再再管管组组织老化严重织老化严重 锅炉管的寿命评估：锅炉管的寿命评估：•G102再热器管粗晶原始组织：再热器管粗晶原始组织： 锅炉管的寿命评估：锅炉管的寿命评估：•G102再热器管粗晶老化组织：再热器管粗晶老化组织： 锅炉管的寿命评估：锅炉管的寿命评估：G102再热器管细晶弯头老化组织：再热器管细晶弯头老化组织： 锅炉管的寿命评估：锅炉管的寿命评估：G102再热器管各类老化组织内壁氧化皮：再热器管各类老化组织内壁氧化皮： 锅炉管壁温评估方法:测量内壁氧化垢层测量内壁氧化垢层 logx=A+B LMP (1) LMP=T(20+logt) (2) 式中：x—氧化垢层厚度； A、B—材料常数 锅炉管的寿命评估：锅炉管的寿命评估：•G102再热器管壁温估算：再热器管壁温估算： T=A/(logt+B-2log0.4678X)-273.15T=A/(logt+B-2log0.4678X)-273.15 式中：式中： A A、、B-B-材料特性系数材料特性系数 X—X—内壁氧化垢厚度（内壁氧化垢厚度（mmmm）） T— T—管内壁金属壁温（管内壁金属壁温（℃℃）） t—t—运行时间（运行时间（hrhr）） 锅炉管的寿命评估：锅炉管的寿命评估：•G102再热器管力学性能变化：再热器管力学性能变化：•室温力学：原始组织室温力学：原始组织→粗晶组织粗晶组织→细晶组细晶组织，高织，高→低，符合低，符合GB要求。
要求•620℃℃短时力学性能，老化组织均严重下降，短时力学性能，老化组织均严重下降，低于国标细晶下降更多低于国标细晶下降更多 锅炉管的寿命评估：锅炉管的寿命评估：•G102再热器管电镜及微区衍射结构分析：再热器管电镜及微区衍射结构分析： 锅炉管的寿命评估：锅炉管的寿命评估：•G102再热器管持久试验再热器管持久试验 锅炉管的寿命评估：锅炉管的寿命评估：G102再热器管持久试验再热器管持久试验 锅炉管的寿命评估：锅炉管的寿命评估：G102再热器管持久试验再热器管持久试验 锅炉管的寿命评估：锅炉管的寿命评估： 将持久试验结果带入将持久试验结果带入L-ML-M公式：公式：T(Lgtr+C)=C1+C2lgσ+C3lg2σ+C4lg3σ式中：式中：C C及及C1C1与材料的老化状态有关与材料的老化状态有关 高温部件寿命评估项目高温部件寿命评估项目•12Cr2MoWVTiB(102)钢高温再热器管材质变化规律及寿命研钢高温再热器管材质变化规律及寿命研究项目，获得电力工业部科学技术进步三等奖；究项目，获得电力工业部科学技术进步三等奖；•锅炉导汽管弯头和过热器管寿命评估和管理新方法研究项目，锅炉导汽管弯头和过热器管寿命评估和管理新方法研究项目，获中国电力科学技术三等奖；获中国电力科学技术三等奖；•锅炉炉内受热面管寿命评估及管理新方法研究项目，获国家电锅炉炉内受热面管寿命评估及管理新方法研究项目，获国家电网公司科技进步二等奖；网公司科技进步二等奖；•10CrMo910“薄壁型薄壁型”主汽管材质变化规律及寿命研究项目，主汽管材质变化规律及寿命研究项目，获河北省电力工业局科技进步三等奖。
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