Page 35 - 理化检验-物理分册2023年第二期

李军录, 等: 火电调峰机组导汽管的疲劳损伤

力比内部压应力大。两者的应力比如图11所示, 随
着主蒸汽压力的降低, 产生的应力降低, 其比值增
加; 在温度、 压力的共同作用下, 应力变化受温度的
影响较大。
此外, 对于结构发生突变的导汽管与汽缸连接

角焊缝处外壁, 最大应力达到了129.4MPa 。

图11 在温度、 压力作用下的热膨胀应力与内压产生的应力比值
图12 应力的雨流分析
3 应力波动对设备寿命的影响 接残余应力等其他应力。

20 世 纪 50 年 代,英 国 的 两 位 工 程 师 4 结语
MATSUISHI 和 ENDO 提出了雨流计数法 [ 6 ] 。该 对机组在调峰降载荷过程中的导汽管应力进行
计数法的主要功能是把实测载荷的历程简化为若干
了仿真模拟计算, 利用计算结果对导汽管的疲劳寿
个载荷循环, 供疲劳寿命估算和编制疲劳试验载荷
命进行了评估。发现热应力是导汽管疲劳寿命损耗
谱使用 [ 7 ] 。该法以双参数法为基础, 考虑了动强度
的主要原因。介质内部压力引起的管壁应力远低于
( 幅值) 和静强度( 均值) 两个变量, 符合疲劳载荷本
P91钢10 h的持久强度, 且调峰时内部压力波动对
5
身固有的特性 [ 8 ] 。雨流计数法主要用于工程界, 特
导汽管的疲劳损伤很小, 但在热应力叠加的情况下,
别在疲劳寿命计算中应用广泛 [ 9 ] 。
导汽管寿命相对于仅内部压力波动下的疲劳寿命减
针对编号为19792的节点在深度调峰的降负荷
少了 [ 10-12 ] 。为了提高深度调峰情况下机组的疲劳
过程中, 使用 MATLAB 软件对仅主蒸汽压力产生
寿命, 要注重热应力的控制, 并关注角焊缝结构突变
的应力及温度、 压力共同作用下产生的应力进行雨
处的应力情况, 将该位置作为检测重点。
流分析, 结果如图12所示。
两种应力引起的应力循环参数如表3所示。 参考文献:
表3 两种应力引起的应力循环参数
[ 1 ] 张立新. 调峰火电机组金属监督关键问题[ J ] . 山东电
应力原因 幅值 / MPa 循环次数 / 次
完全循环编号 均值 / MPa

力技术, 2021 , 48 ( 3 ): 65-71.
#
1 19 2 1
主蒸汽压力 2 # 22 10 1 [ 2 ] 陈鑫, 蔡文河, 张坤, 等. 火电厂异种钢焊接接头早期

#
3 23 1 1 失效研究现状[ J ] . 焊接, 2018 ( 2 ): 19-25 , 62.
温度、 压力 1 # 60 4 1 [ 3 ] 张桂燕.300MW 火电调峰机组运行问题的研究[ D ] .

保定: 华北电力大学( 河北), 2008.
两种应力波动下管内壁的寿命如表4所示。
[ 4 ] 周京, 徐滨士, 王海斗, 等. 有限元法在疲劳分析中的
表4 两种应力波动下管内壁的寿命 ×10 次
6
应用及发展[ J ] . 理化检验( 物理分册), 2013 , 49 ( 10 ):
温度、 压力共同
评估位置 仅压力作用下寿命 674-676 , 682.
作用下寿命
[ 5 ] 宿修平, 苏德瑞.P91 钢焊缝缺陷检测及原因探讨
19792节点处 1000 1000

19792节点对应的内壁 206.13 29.8 [ J ] . 华北电力技术, 2006 ( 7 ): 44-47.
[ 6 ] 李彬. 雨流计数法在结构疲劳损伤计算中的应用[ J ] .
由此可见, 温度产生的热膨胀应力大幅降低了 科技视界, 2015 ( 16 ): 190 , 244.
导汽管的疲劳寿命。上述分析并未考虑支吊架、 焊 ( 下转第38页)
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