【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及残余应力测试，具体涉及检测super304h奥氏体耐热钢管晶粒异常长大区域的方法。
技术介绍
1、超超临界发电技术是目前提高火电机组化石能源利用率和减少排放最有效的措施之一。随着超超临界机组锅炉运行参数的提高，高温受热面管道内的蒸气温度不断升高，过热器和再热器管壁温甚至超过680℃。因此，开发利用超超临界火电机组高温段管道用新型抗氧化、高强度、抗蠕变耐热钢至关重要。在长期高温服役过程中，super304h耐热钢管中的富cu相、m23c6(m代表cr，ni和fe)、nb(c，n)等第二相的析出产生显著的强化作用，大大提高钢的组织稳定性和高温力学性能，为超超临界机组高温过热器、再热器管的首选材料之一。
2、国内某超超临界机组正常运行状态下，super304h高温过热器管内的蒸气压力高达25mpa，温度580℃，管道外壁温度高达650℃。该过热器管在服役4万小时后检验发现，部分钢管外壁区域存在晶粒异常粗大的现象，沿钢管径向纵深近2mm。长期以来，在对服役态super304h钢管进行老化状态评估中，此现象一直未引起足够重视。一般地，晶粒的异常长大致使晶界宽化，进而导致材料力学性能的骤降，甚至会诱发微裂纹，在服役过程中裂纹失稳扩展，甚至会导致爆管事故的发生。因此，开展服役态超超临界机组super304h耐热钢管的奥氏体晶粒异常长大检测，对于加强超超临界机组的监督维护，保障运行安全，具有重要意义与价值。目前，并未有涉及基于残余应力测定的晶粒异常长大区域预测方法的相关文献报道。
技术实现思
1、本专利技术的目的在于提供检测super304h奥氏体耐热钢管晶粒异常长大区域的方法，其可以加强超超临界机组的监督维护，预防爆管事故的发生，保障机组运行安全，具有重要意义与价值。
2、在本专利技术的一个方面，本专利技术提出了检测super304h奥氏体耐热钢管晶粒异常长大区域的方法。根据本专利技术的实施例，所述方法包括以下步骤：
3、(1)利用金相显微镜观测服役态super304h奥氏体耐热钢管径向晶粒异常长大的分布区域；
4、(2)制取供货态super304h奥氏体耐热钢管块状试样，对试样表面进行电解抛光；
5、(3)利用x-射线法对电解抛光后的式样表层进行表层残余应力测定，然后利用电解剥层法获取离试样表层不同距离处的供货态super304h奥氏体耐热钢管试样，并进行残余应力测定，得到残余应力沿管道径向的分布状态；
6、(4)利用背向散射电子衍射技术分析电解抛光后的供货态super304h奥氏体耐热钢管块状试样内、外层的残余应力分布，对步骤(3)获得的残余应力沿管道径向的分布状态进行验证；
7、(5)对比步骤(1)和(3)，建立供货态管道径向残余应力与异常长大区域的对应关系。
8、另外，根据本专利技术上述实施例的检测super304h奥氏体耐热钢管晶粒异常长大区域的方法，还可以具有如下附加的技术特征：
9、在本专利技术的一些实施例中，所述步骤(1)中，服役态super304h奥氏体耐热钢管试样取自整管，将其平分为八等份，然后用砂纸打磨，用金刚石研磨膏进行抛光，最后王水腐蚀。
10、在本专利技术的一些实施例中，所述打磨分别使用400、800、1500#砂纸依次打磨，所述抛光采用2.5μm金刚石研磨膏抛光。
11、在本专利技术的一些实施例中，所述步骤(2)中：
12、供货态super304h奥氏体耐热钢管块状试样须在抛光机抛光后再对试样表面进行电解抛光；
13、供货态super304h奥氏体耐热钢管块状试样在电解抛光前先放入丙酮中超声清洗除油，之后用去离子水冲洗，再放入稀硫酸中超声清洗去除表面氧化层；
14、电解抛光时，电解抛光液为9-10vol％高氯酸-乙醇溶液，电流密度为0.20-0.25a/mm2；
15、电解抛光后的试样可放入9-10wt％碳酸钠溶液中进行中和处理，之后清洗烘干。
16、在本专利技术的一些实施例中，所述步骤(3)中：
17、利用x-射线测试样表层残余应力，测定供货态super304h奥氏体耐热钢管块状试样表层晶面为(311)晶面；
18、采用剥层法测试残余应力，每次去除已电解抛光的供货态super304h奥氏体耐热钢管块状试样表面0.5mm厚度层，已剥层试样重复砂纸打磨、机械抛光、电解抛光操作；
19、在本专利技术的一些实施例中，所述步骤(3)中，剥层后所测的残余应力与该层处实际残余应力有误差，需进行数据修正。
20、在本专利技术的一些实施例中，所述残余应力采用sin2ψ法测定测定公式如下：
21、σ＝k×m，
22、式中，k为应力常数，m为2θ对sin2ψ的变化斜率。
23、在本专利技术的一些实施例中，数据修正方法如下：
24、供货态super304h奥氏体耐热钢管块状试样表层的残余应力σ(1)即为测量值σ1：
25、σ(1)＝σ1；
26、而第二层以后各层残余应力的实际值σ(i)应为该层所测应力σi加上修正项σmi，即：σ(i)＝σi+σmi；
27、剔除第j层对j+1层残余应力状态的修正通式为：
28、
29、
30、其中，ij＝j+2，j+3，...，n；j＝1，2，...n，
31、σ(i)＝σi+(σm(i，i-1)+σm(i，i-2)+...+σm(i，2)+σm(i，1))，
32、式中，m代表修正项，h代表试样总厚度，i、j、ij代表不同修正层，h代表剥层厚度，σ(j)代表j层实际应力值，σm(j+1.j)代表j层对于j+1层的修正应力，σm(i.j)代表j层对i层的修正应力，δhj代表j层的剥层厚度，δhk代表k层的剥层厚度。
33、在本专利技术的一些实施例中，所述步骤(4)中，利用背向散射电子衍射技术分析供货态super304h奥氏体耐热钢管块状试样的外壁及中间部位。
34、在本专利技术的一些实施例中，所述步骤(5)中，通过对比步骤(1)和(4)，建立供货态管道径向残余应力与异常长大区域的对应关系，确定具有异常长大倾向的奥氏体晶粒的残余应力数值范围。
35、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
36、本专利技术通过检测服役态super304h奥氏体耐热钢管晶粒大小，确定异常长大晶粒大致分布区域，继而通过剥层法测定供货态钢管表层的残余应力分布，此外进一步通过ebsd分析供货态试样，佐证x-射线法测定管道残余应力分布的可靠性，从而基于步骤(1)和(3)，建立供货态管道径向残余应力与异常长大区域的对应关系，预测super304h奥氏体耐热钢管晶粒异常长大的趋势，以加强超超临界机组的监督维护，保障机组运行安全。
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1.检测Super304H奥氏体耐热钢管晶粒异常长大区域的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的检测Super304H奥氏体耐热钢管晶粒异常长大区域的方法，其特征在于：所述步骤(1)中，服役态Super304H奥氏体耐热钢管试样取自整管，将其平分为八等份，然后用砂纸打磨，用金刚石研磨膏进行抛光，最后王水腐蚀。
3.根据权利要求2所述的检测Super304H奥氏体耐热钢管晶粒异常长大区域的方法，其特征在于：所述打磨分别使用400、800、1500#砂纸依次打磨，所述抛光采用2.5μm金刚石研磨膏抛光。
4.根据权利要求1所述的检测Super304H奥氏体耐热钢管晶粒异常长大区域的方法，其特征在于，所述步骤(2)中：
5.根据权利要求1所述的检测Super304H奥氏体耐热钢管晶粒异常长大区域的方法，其特征在于，所述步骤(3)中：
6.根据权利要求1所述的检测Super304H奥氏体耐热钢管晶粒异常长大区域的方法，其特征在于：所述步骤(3)中，剥层后所测的残余应力与该层处实际残余应力有误差，需进行数据修正
7.根据权利要求6所述的检测Super304H奥氏体耐热钢管晶粒异常长大区域的方法，其特征在于：所述残余应力采用sin2Ψ法测定测定公式如下：
8.根据权利要求6所述的检测Super304H奥氏体耐热钢管晶粒异常长大区域的方法，其特征在于，数据修正方式如下：
9.根据权利要求1所述的检测Super304H奥氏体耐热钢管晶粒异常长大区域的方法，其特征在于：所述步骤(4)中，利用背向散射电子衍射技术分析供货态Super304H奥氏体耐热钢管块状试样的外壁及钢管的ND-TD面。
10.根据权利要求1所述的检测Super304H奥氏体耐热钢管晶粒异常长大区域的方法，其特征在于：所述步骤(5)中，通过对比步骤(1)和(4)，建立供货态管道径向残余应力与异常长大区域的对应关系，确定具有异常长大倾向的奥氏体晶粒的残余应力数值范围。
...【技术特征摘要】
1.检测super304h奥氏体耐热钢管晶粒异常长大区域的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的检测super304h奥氏体耐热钢管晶粒异常长大区域的方法，其特征在于：所述步骤(1)中，服役态super304h奥氏体耐热钢管试样取自整管，将其平分为八等份，然后用砂纸打磨，用金刚石研磨膏进行抛光，最后王水腐蚀。
3.根据权利要求2所述的检测super304h奥氏体耐热钢管晶粒异常长大区域的方法，其特征在于：所述打磨分别使用400、800、1500#砂纸依次打磨，所述抛光采用2.5μm金刚石研磨膏抛光。
4.根据权利要求1所述的检测super304h奥氏体耐热钢管晶粒异常长大区域的方法，其特征在于，所述步骤(2)中：
5.根据权利要求1所述的检测super304h奥氏体耐热钢管晶粒异常长大区域的方法，其特征在于，所述步骤(3)中：
6.根据权利要求1所述的检测super304h奥氏体耐热钢管晶粒异常...
【专利技术属性】
技术研发人员：程翔，汤文明，鲍峥，缪春辉，张洁，王若民，张健，金莎莎，
申请(专利权)人：安徽新力电业科技咨询有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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