【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电站锅炉主蒸汽管道的材料安全评估，更具体地，涉及一种电站锅炉主蒸汽管道安全评估方法及系统。
技术介绍
1、电站锅炉主蒸汽管道是锅炉系统中最主要的承压部件之一，长期运行在高温高压环境下，安全风险极高。目前，国内火电机组dcs系统主要关注蒸汽管道内介质的参数及运行情况，对蒸汽温度、压力、流量等进行实时监视，这主要是停留在系统层。对于设备本体特别是运行过程中主蒸汽管道的材料状态、管道设备的本质安全没有任何监测安全评估手段。主要依靠专业人员、检验机构在停炉状态下对材料状态进行检测来发现是否存在问题这就造成材料状态反馈的不及时和不全面。同时，随着机组运行服役时间的增加，在长期的高温和高压运行环境下，蒸汽管道的焊缝等应力集中部位极易产生裂纹缺陷，弯头部位在高压蒸汽冲刷下壁厚减薄，管道整体会产生蠕变损伤，微观组织随着运行时间的延长会导致材质劣化。
2、因此亟需一种技术方案，能够对电站锅炉主蒸汽管道的材料进行安全评估，从而避免安全风险。
技术实现思路
1、为解决以上技术问题，本专利技术提出一种电站锅炉主蒸汽管道安全评估方法，包括：
2、获取电站锅炉主蒸汽管道的材料信息，其中，所述材料信息包括：电站锅炉主蒸汽管道受到的应力、材料温度、微观组织劣化度、材料的裂纹长度和循环载荷次数；
3、设置用于描述材料蠕变的非线性蠕变损伤模型，并根据所述材料信息，计算电站锅炉主蒸汽管道的材料蠕变速率指数，并设置蠕变速率阈值，当所述材料蠕变速率指数超过所述蠕变速率阈值时
4、或设置用于描述材料裂纹增长的非线性裂纹增长模型，并根据所述材料信息，模拟材料的裂纹增长情况，当裂纹增长超过预设裂纹增长阈值时，发出告警信息；
5、或设置用于描述材料失效的材料失效概率计算模型，并根据所述材料信息，计算材料失效概率，当所述材料失效概率超过预设材料失效概率阈值时，发出告警信息。
6、进一步的，所述非线性蠕变损伤模型包括：
7、
8、其中，为时间t时电站锅炉主蒸汽管道的材料蠕变速率指数，a为电站锅炉主蒸汽管道蠕变速率的材料常数，σ(t)为时间t时电站锅炉主蒸汽管道受到的应力，n为蠕变第一调整因子，qc为蠕变激活能，r为气体常数，t(t)为时间t时的材料温度，ξ为蠕变第二调整因子，φ(t)为时间t时材料的微观组织劣化度，k为蠕变第三调整因子，ρ为蠕变第四调整因子，σ(t′)为时间t′时电站锅炉主蒸汽管道受到的应力，κ(t-t′)为时间t-t′内材料记忆效应的衰减速率。
9、进一步的，所述非线性裂纹增长模型包括：
10、
11、其中，a为材料的裂纹长度，n为循环载荷次数，c1为裂纹扩展速率的材料常数，δk(t)为时间t时裂纹尖端的应力强度变化，ζ为裂纹增长第一调整因子，t为材料的温度，x为材料的位置，m为裂纹增长第二调整因子，γ为裂纹增长第三调整因子，η为裂纹增长第四调整因子，ω为加载频率。
12、进一步的，所述材料失效概率计算模型包括：
13、
14、其中，pfail(t)为时间t时材料失效概率，σ(t)为时间t时电站锅炉主蒸汽管道受到的应力，σavg为材料受到的平均应力，γ为失效概率的第一调整因子，t(t)为时间t时的材料温度，δ为失效概率的第二调整因子，为时间t时材料的位置x处的材料温度梯度，v为失效概率的第三调整因子，h(∈inhom)为材料非均质应变∈inhom的影响函数，∈inhom为材料非均质应变，表示材料在复杂应力场下的局部应变分布。
15、进一步的，材料非均质应变∈inhom的影响函数h(∈inhom)包括：
16、
17、其中，α1为材料非均质应变的第一调整因子，β1为材料非均质应变的第二调整因子，α2为材料非均质应变的第三调整因子，γ′为材料非均质应变的第四调整因子，α3为材料非均质应变的第五调整因子，δ′为材料非均质应变的第六调整因子。
18、本专利技术还提出一种电站锅炉主蒸汽管道安全评估系统，包括：
19、获取信息模块，用于获取电站锅炉主蒸汽管道的材料信息，其中，所述材料信息包括：电站锅炉主蒸汽管道受到的应力、材料温度、微观组织劣化度、材料的裂纹长度和循环载荷次数；
20、蠕变分析模块，用于设置用于描述材料蠕变的非线性蠕变损伤模型，并根据所述材料信息，计算电站锅炉主蒸汽管道的材料蠕变速率指数，并设置蠕变速率阈值，当所述材料蠕变速率指数超过所述蠕变速率阈值时，发出告警信息；
21、或设置裂纹增长分析模块，用于根据设置的描述材料裂纹增长的非线性裂纹增长模型，并根据所述材料信息，模拟材料的裂纹增长情况，当裂纹增长超过预设裂纹增长阈值时，发出告警信息；
22、或设置材料失效分析模块，用于根据设置的描述材料失效的材料失效概率计算模型，并根据所述材料信息，计算材料失效概率，当所述材料失效概率超过预设材料失效概率阈值时，发出告警信息。
23、进一步的，所述非线性蠕变损伤模型包括：
24、
25、其中，为时间t时电站锅炉主蒸汽管道的材料蠕变速率指数，a为电站锅炉主蒸汽管道蠕变速率的材料常数，σ(t)为时间t时电站锅炉主蒸汽管道受到的应力，n为蠕变第一调整因子，qc为蠕变激活能，r为气体常数，t(t)为时间t时的材料温度，ξ为蠕变第二调整因子，φ(t)为时间t时材料的微观组织劣化度，k为蠕变第三调整因子，ρ为蠕变第四调整因子，σ(t′)为时间t′时电站锅炉主蒸汽管道受到的应力，κ(t-t′)为时间t-t′内材料记忆效应的衰减速率。
26、进一步的，所述非线性裂纹增长模型包括：
27、
28、其中，a为材料的裂纹长度，n为循环载荷次数，c1为裂纹扩展速率的材料常数，δk(t)为时间t时裂纹尖端的应力强度变化，ζ为裂纹增长第一调整因子，t为材料的温度，x为材料的位置，m为裂纹增长第二调整因子，γ为裂纹增长第三调整因子，η为裂纹增长第四调整因子，ω为加载频率。
29、进一步的，所述材料失效概率计算模型包括：
30、
31、其中，pfail(t)为时间t时材料失效概率，σ(t)为时间t时电站锅炉主蒸汽管道受到的应力，σavg为材料受到的平均应力，γ为失效概率的第一调整因子，t(t)为时间t时的材料温度，δ为失效概率的第二调整因子，为时间t时材料的位置x处的材料温度梯度，ν为失效概率的第三调整因子，h(∈inhom)为材料非均质应变∈inhom的影响函数，∈inhom为材料非均质应变，表示材料在复杂应力场下的局部应变分布。
32、进一步的，材料非均质应变∈inhom的影响函数h(∈inhom)包括：
33、
34、其中，α1为材料非均质应变的第一调整因子，β1为材料非均质应变的第二调整因子，α2为材料非均质应变的第三调整因子，γ′为材料非均质应变的第四调本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种电站锅炉主蒸汽管道安全评估方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的一种电站锅炉主蒸汽管道安全评估方法，其特征在于，所述非线性蠕变损伤模型包括：
3.如权利要求1所述的一种电站锅炉主蒸汽管道安全评估方法，其特征在于，所述非线性裂纹增长模型包括：
4.如权利要求1所述的一种电站锅炉主蒸汽管道安全评估方法，其特征在于，所述材料失效概率计算模型包括：
5.如权利要求4所述的一种电站锅炉主蒸汽管道安全评估方法，其特征在于，材料非均质应变∈inhom的影响函数h(∈inhom)包括：
6.一种电站锅炉主蒸汽管道安全评估系统，其特征在于，包括：
7.如权利要求6所述的一种电站锅炉主蒸汽管道安全评估系统，其特征在于，所述非线性蠕变损伤模型包括：
8.如权利要求6所述的一种电站锅炉主蒸汽管道安全评估系统，其特征在于，所述非线性裂纹增长模型包括：
9.如权利要求6所述的一种电站锅炉主蒸汽管道安全评估系统，其特征在于，所述材料失效概率计算模型包括：
10.如权利要求9所述的一种电
...【技术特征摘要】
1.一种电站锅炉主蒸汽管道安全评估方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的一种电站锅炉主蒸汽管道安全评估方法，其特征在于，所述非线性蠕变损伤模型包括：
3.如权利要求1所述的一种电站锅炉主蒸汽管道安全评估方法，其特征在于，所述非线性裂纹增长模型包括：
4.如权利要求1所述的一种电站锅炉主蒸汽管道安全评估方法，其特征在于，所述材料失效概率计算模型包括：
5.如权利要求4所述的一种电站锅炉主蒸汽管道安全评估方法，其特征在于，材料非均质应变∈inhom的影响函数h(∈inhom)包括：
...【专利技术属性】
技术研发人员：谭凯，艾岭，林海，徐义，易洪波，代小号，李立彤，郭炜，杨拓，李昌胜，代雅雯，
申请(专利权)人：湖北特种设备检验检测研究院，
类型：发明
国别省市：
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