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摘 要电站锅炉在工作时候会经常发生事故,这些事故发生的原因大多数是因为电站锅炉锅炉中的各类焊接接头在早期失效断裂而导致停炉停机,所以电站锅炉的安全问题就突显出来了[2].本文首先介绍了异种钢焊接接头早期失效特征及判据,确定了焊缝化学成分的不同匹配和热应力是引起接头早期失效的主因,最后对电站锅炉异种钢焊接接头的寿命进行了研究和总结.

关 键 词电站锅炉；异种钢焊接接头；应力与寿命分析

中图分类号TK22文献标识码A文章编号1674-6708（2014）113-0156-02

0引言

电站锅炉受热面管子在火电机慢慢朝着大容量、高参数发展后,要求电站锅炉的用钢必须达到高性能要求,也就是说当金属壁周围环境的温度高于580℃时,我们选择耐热钢主要依靠蠕变强度和抗氧化性能两个指标,例如较好的奥氏体、马氏体耐热钢（TP347H,TP304H,T91）；相反的,如果金属壁周围温度低于580℃时,为了降低经济花费,一般选用铬钼低合金耐热钢,所以在遇到受热面管子进行连接时,不同的材料需要相互焊接会出现不少的问题.

1异种钢焊接接头早期失效特征及判据

1.1焊缝近熔合线部位的马氏体组织[1]

据有关试验数据给出的信息,位置固定的异种钢焊接接头的蠕变断裂很少,要么在焊接热影响区断裂,在母材以及在熔合线上发生断裂的也不少,通常断裂位于铁素体钢一侧居多.因为较大合金元素通常与焊缝近熔合线区域有联系,这就导致有浓度梯度,近熔合线的焊缝,由于相对复杂的一侧存在于珠光体耐热钢上,马氏体过渡带、富马氏体的混合组织通常也会夹带在其中.

1.2异种钢接头的热应力[3]

由于不同的不锈钢以及不同的低合金耐热钢它们的热膨胀系数不同,奥氏体不锈钢一般比铬一钼钢的线膨胀系数大30~50%.因此大部分异种钢接头破坏的原因之一是在高温时异种钢接头的熔合区存在热应力.由于奥氏体钢的导热系数较低,热膨胀系数较大,因此在焊接热循环、焊后热处理以及运行中的加热与冷却的过程中,特别是在快速加热与冷却时,焊接的接头处会产生出较大的热应力,故在该温度下材料的蠕变强度小于热应力时,它就会跟工作应力相互叠加到焊接接头,从而导致接头的蠕变断裂.

1.3蠕变断裂强度

蠕变断裂Rr-tr试验数据表明,由于等温线经验公式为t等于AR-B,故金属材料的蠕变断裂强度按该公式以及运用最小二乘法拟合和对数变换,通过线性回归方程Y等于A+BX计算出试验点,最后将试验点在双对数直角坐标系上表示出来,从而可以预测出蠕变断裂强度的时间可以达到10万个小时.

1.4典型的寿命评估方法

1.4.1修正的函数法：

1998年10月电力工业部颁布了“火电厂超期服役机组受命评估技术准则”,标准号DL/T654一1998,该准则评估了过热器管和再热器管道的安全性以及用修正的法对剩余寿命作出评估,这也为高温条件下的再热器管和高温条件下过热器管的监督运行的重要依据.

1.4.2L―M参数法：

L一M参数法是一种模拟在高温条件下的爆管过程,它克服了在实际温度、实验温度不同时直线外推方法预估和测量寿命时间的弱势,因此转折点会更早产生,L一M参数法预测结果比其他方法更准,比如等温线法,各国学者及相关领域研究人员都采用这种方法.

1.4.3持久强度外推法：

持久强度外推法从理论上介绍了断裂时间与应力的相互关系,高温部件的寿命估算用此方法后,进一步用实验来拟合A、m值,在使用持久强度外推法蠕变寿命时,应力的敏感性大.

2异种钢接头高温高压状态下长期运行蠕变断裂机理

1）焊接因素：焊缝金属界面、焊缝、热影响区等几个区域组成了焊接接头.由于焊缝要