CN113740140B - 一种火电厂用铁素体钢焊接接头的失效风险等级获取方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种火电厂用铁素体钢焊接接头的失效风险等级获取方法，包括：步骤1：获得铁素体钢焊接接头试样；步骤2：打磨抛光试样；步骤3：获取试样的腐蚀因子；步骤4：获取试样的老化损伤因子；步骤5：获取当前铁素体钢焊接接头的失效风险等级。与现有技术相比，本发明具有快速有效、操作方便、准确性高等优点。

Description

一种火电厂用铁素体钢焊接接头的失效风险等级获取方法

技术领域

本发明涉及一种火电厂用铁素体钢焊接接头的失效风险等级获取方法，尤其是涉及一种基于腐蚀和老化损伤因子的火电厂用铁素体钢焊接接头的失效风险等级获取方法。

背景技术

铁素体钢焊接接头失效在火电厂中频繁发生，尤其是出现在铁素体钢细晶热影响区或临界热影响区的蠕变损伤性IV型裂纹，总是导致焊接接头过早失效，造成重大经济损失。通过简单快速的方法去提前预测焊接管道的失效行为，能够及时整修，避免造成重大的经济损失。

由于铁素体受到高温、高压以及氧化侵蚀作用，在长期运行过程中材料中的元素会逐渐析出迁移，并在原奥氏体晶界处聚集，使得材料的耐腐蚀性能降低，以及原奥氏体晶界逐渐变宽、蠕变孔洞形核、生长，最终形成微裂纹。因此，通过对原奥氏体晶界的变化和腐蚀性能变化也可以作为材料性能评价的一个重要方法。而目前现有技术中还没有一种针对铁素体钢焊接接头焊接接头失效风险等级的获取方法，因此亟需一种能够对铁素体钢焊接接头失效等级进行有效评价的方法。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种快速有效、操作方便、准确性高的火电厂用铁素体钢焊接接头的失效风险等级获取方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种火电厂用铁素体钢焊接接头的失效风险等级获取方法，所述的失效风险等级获取方法包括：

步骤1：获得铁素体钢焊接接头试样；

步骤2：打磨抛光试样；

步骤3：获取试样的腐蚀因子；

步骤4：获取试样的老化损伤因子；

步骤5：获取当前铁素体钢焊接接头的失效风险等级。

优选地，所述的步骤2具体为：

由粗到细使用砂纸依次打磨，按常规金相样品制备方法进行磨光、抛光。

优选地，所述的步骤3具体为：

步骤3-1：获取试样的腐蚀速率；

步骤3-2：计算腐蚀因子。

更加优选地，步骤3-1具体为：

将步骤2获取的抛光试样制成工作电极，使用三电极体系与循环水溶液，通过电化学工作站测定腐蚀电流密度，然后计算腐蚀速率v。

更加优选地，所述的步骤3-2具体为：

其中，v为待测试样的腐蚀速率；v₀为断裂失效试样的腐蚀速率；r为腐蚀因子。

优选地，所述的步骤4具体为：

步骤4-1：对步骤2获取的抛光试样进行腐蚀；

步骤4-2：利用金相显微镜获取腐蚀后的试样金相图片；

步骤4-3：利用图像分析仪测量试样金相图片中最宽的原奥氏体晶界宽度L；

步骤4-4：计算老化损伤因子。

更加优选地，所述的步骤4-1具体为：

将步骤2获取的抛光试样检测面采用10％草酸溶液作为侵蚀液，将电化学腐蚀仪电压调节到10V腐蚀120s，然后用酒精清洗，吹干。

更加优选地，所述的步骤4-4具体为：

其中，L为测量试样金相图片中最宽的原奥氏体晶界宽度；Δ为老化损伤因子。

优选地，所述的步骤5具体为：

通过试样的腐蚀因子r和老化损伤因子Δ根据预设判断阈值获取当前铁素体钢焊接接头的失效风险等级。

更加优选地，所述的预设的判断阈值具体为：

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明中的火电厂用铁素体钢焊接接头的失效风险等级获取方法进行风险等级获取时无需对被测材料进行长期试验数据作为依据，仅需利用铁素体钢的原奥氏体晶界变化差异特征与腐蚀速率变化进行分级分析，可以检测铁素体钢失效风险程度，原理简单，操作方便，准确性高，是一种快速检测评估铁素体钢失效程度的有效新方法。

附图说明

图1为本发明中火电厂用铁素体钢焊接接头的失效风险等级获取方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。

一种火电厂用铁素体钢焊接接头的失效风险等级获取方法，其流程如图1所示，包括：

步骤1：获得铁素体钢焊接接头试样；

选取待检测评估的焊接接头铁素体钢部位，如材质为T91铁素体接头，规格为Φ48×10.8×325，从需要检测评估钢部件上割取试样；

步骤2：打磨抛光试样；

由粗到细使用砂纸依次打磨，按常规金相样品制备方法进行磨光、抛光；

步骤3：获取试样的腐蚀因子；

步骤3-1：获取试样的腐蚀速率；

将步骤2获取的抛光试样制成工作电极，使用三电极体系与循环水溶液，通过电化学工作站测定腐蚀电流密度，然后计算腐蚀速率v；

步骤3-2：计算腐蚀因子；

v≤v₀

其中，v为待测试样的腐蚀速率；v₀为断裂失效试样的腐蚀速率；r为腐蚀因子；

步骤4：获取试样的老化损伤因子；

将步骤2获取的抛光试样检测面采用10％草酸溶液作为侵蚀液，将电化学腐蚀仪电压调节到10V腐蚀120s，然后用酒精清洗，吹干；

步骤4-2：利用金相显微镜获取腐蚀后的试样金相图片；

步骤4-3：利用图像分析仪测量试样金相图片中最宽的原奥氏体晶界宽度L；

步骤4-4：计算老化损伤因子；

其中，L为测量试样金相图片中最宽的原奥氏体晶界宽度；Δ为老化损伤因子；

步骤5：获取当前铁素体钢焊接接头的失效风险等级；

通过试样的腐蚀因子r和老化损伤因子Δ根据预设判断阈值获取当前铁素体钢焊接接头的失效风险等级；

预设的判断阈值具体为：

若风险等级为I级，无风险，则无需处理；

若风险等级为II级，低风险，则无需处理；

若风险等级为III级，中风险，则需要对铁素体钢焊接接头进行监督使用，必要时取样进行力学性能分析。

若风险等级为IV级，高风险，则需要及时对铁素体钢焊接接头取样进行寿命评估或更换处理。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种火电厂用铁素体钢焊接接头的失效风险等级获取方法，其特征在于，所述的失效风险等级获取方法包括：

步骤1：获得铁素体钢焊接接头试样；

步骤2：打磨抛光试样；

步骤3：获取试样的腐蚀因子；

步骤4：获取试样的老化损伤因子；

步骤5：获取当前铁素体钢焊接接头的失效风险等级；

所述的步骤3具体为：

步骤3-1：获取试样的腐蚀速率；

步骤3-2：计算腐蚀因子；

步骤3-1具体为：

将步骤2获取的抛光试样制成工作电极，使用三电极体系与循环水溶液，通过电化学工作站测定腐蚀电流密度，然后计算腐蚀速率v；

所述的步骤3-2具体为：

其中，v为待测试样的腐蚀速率；v₀为断裂失效试样的腐蚀速率；r为腐蚀因子；

所述的步骤5具体为：

通过试样的腐蚀因子r和老化损伤因子Δ根据预设判断阈值获取当前铁素体钢焊接接头的失效风险等级；

所述的预设的判断阈值具体为：

2.根据权利要求1所述的一种火电厂用铁素体钢焊接接头的失效风险等级获取方法，其特征在于，所述的步骤2具体为：

由粗到细使用砂纸依次打磨，按常规金相样品制备方法进行磨光、抛光。

3.根据权利要求1所述的一种火电厂用铁素体钢焊接接头的失效风险等级获取方法，其特征在于，所述的步骤4具体为：

步骤4-1：对步骤2获取的抛光试样进行腐蚀；

步骤4-2：利用金相显微镜获取腐蚀后的试样金相图片；

步骤4-3：利用图像分析仪测量试样金相图片中最宽的原奥氏体晶界宽度L；

步骤4-4：计算老化损伤因子。

4.根据权利要求3所述的一种火电厂用铁素体钢焊接接头的失效风险等级获取方法，其特征在于，所述的步骤4-1具体为：

将步骤2获取的抛光试样检测面采用10％草酸溶液作为侵蚀液，将电化学腐蚀仪电压调节到10V腐蚀120s，然后用酒精清洗，吹干。

5.根据权利要求3所述的一种火电厂用铁素体钢焊接接头的失效风险等级获取方法，其特征在于，所述的步骤4-4具体为：

其中，L为测量试样金相图片中最宽的原奥氏体晶界宽度；Δ为老化损伤因子。