2023火力发电厂蒸汽管道寿命评估技术导则

火力发电厂蒸汽管道寿命评估技术导则（征求意见稿）目 次前言 II范围 1规范引文件 1寿命估条件 2寿命估流和序 2寿命估基工作 4寿命算荐方法 6寿命估告 10附录A资性）汽道料不态的km值持强11附录B资性）汽道料持度减系和效用限折17附录C资性）汽道料低劳性18附录D资性）蒸管寿评19I火力发电厂蒸汽管道寿命评估技术导则范围450℃450℃GB/T228.1金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法GB/T228.2金属材料拉伸试验第2部分：高温试验方法GB/T229金属夏比缺口冲击试验方法GB/T231.11GB/T2039 GB/T4340.1 1GB/T13298 GB/T15248 GB/T16507.4 4GB/T17394.1 金材料里氏度验第1部分试验GB/T30580 电锅要承部寿评技导则GB/T38822 金材料变疲劳试方法GB50764 DL/T438 DL/T441 DL/T616 DL/T654 DL/T674 电用20钢珠体化级DL/T773 电用12Cr1MoV球评标准DL/T786 钢石化验及级准DL/T787 15CrMoDL/T820 DL/T821 DL/T884 DL/T999 2.25Cr-1MoDL/T1719 DL/T1845 DL/T2219火力发电厂用10Cr9Mo1VNbN钢显微组织老化评定1DL/T5054火力发电厂汽水管道设计规范DL/T5366 DL/TXXXX NB/T47013 302020h）（前。估。450℃15。5DL/T6743DL/T78612CrMoG15CrMoG12Cr1MoVGP2215Cr1Mo1V钢制蒸汽管道，即使运行时间未达到20万h，当出现下列情况之一时，应进行寿命评估：0.75%0.35×10-5DL/T441515CrMoG12Cr1MoVG12Cr2MoG15Cr1Mo1VDL/T787DL/T773DL/T999和DL/T8843.43.51.0%1.0×10-5/hGB/T50764DL/T5054DL/T438GB/T231.1、GB/T17394.1DL/T1719和DL/T1845行。DL/TXXXDL/T438。2缺少关键信息或运行历程表明不适合I缺少关键信息或运行历程表明不适合I级评估识别损伤模式收集机组、蒸汽管道相关资料及数据Ⅰ级评估剩余寿命≥预期运行时间？否Ⅰ级评估剩余寿命≥预期运行时间？是提出未来的运行监督措施和检修计划Ⅱ级评估剩余寿命≥预期运行时间？是否否提出未来的运行监督措施和检修计划Ⅱ级评估剩余寿命≥预期运行时间？是否Ⅲ级评估剩余寿命≥预期运行时间？是否改造或更换改造或更换图1三级评估法流程图——————。表1 三等评所资料数据等级Ⅰ级评估Ⅱ级评估Ⅲ级评估基本特征详细程度最低较详细最详细设计、制造、安装和检验资料电厂记录电厂记录电厂记录运行历程资料电厂记录电厂记录电厂记录事故、维修记录资料电厂记录电厂记录电厂记录是否现状检查否是是是否取样否否是温度和压力数据设计值实际运行实际运行尺寸数据查阅资料测量测量微观组织数据查阅资料现场金相现场金相+取样金相材料性能数据查阅资料现场硬度，其余性能查阅资料现场硬度+取样进行持久等试验3应力分析计算分析计算分析计算分析或有限元分析收集机组、蒸汽管道相关资料及数据材料微观组织检查管道现状检查(Ⅱ或Ⅲ级)应力解析法计算寿命应力分析收集机组、蒸汽管道相关资料及数据材料微观组织检查管道现状检查(Ⅱ或Ⅲ级)应力解析法计算寿命应力分析材料力学性能数据的获取综合评估综合评估给出剩余寿命寿命结束材质老化损伤评定提出未来的运行监督措施和检修计划更换图2蒸汽管道寿命评估程序图DL/T850）4模量和线膨胀系数可查阅GB50764DL/T5054或DL/T5366。DL/T438GB/T231.1或GB/T4340.1GB/T228.1和GB/T228.2GB/T229高温长期性能包括持久强度、蠕变极限、最小蠕变速率、低周疲劳性能和蠕变变试验按GB/T2039GB/T15248GB/T38822DL/T438DL/T884和GB/T13298蒸汽管道现状检查的内容及项目按DL/T438和DL/T654（NB/T47013DL/T820及DL/T821GB/T17394.1DL/T1719及DL/T1845DL/T884（1）pD2YS式中：σeq——内压折算应力，MPa；p——管道评估压力，MPa；

oeq

(1)D0——管道实测最大外径，mm；S——管道实测最小壁厚，mm。当管道氧化层较厚且氧化层厚度与壁厚之比较大时，对于Ⅲ级评估，计算壁厚须核减氧化层厚度。氧化层厚度可按式（2）估算；Y——温度对计算管道壁厚公式的修正系数（对于碳钢、低合金钢和高铬钢，480℃及以下时Y=0.4，510时Y=0.5，538℃及以上时Y=0.7，中间温度的Y值，可按内插法计算）。式中：X——氧化层厚度，mm；t——运行时间，hr；

X2c

ted/T

（2）T——当量温度，K；低合金耐热钢取实际运行温度，9%~12%Cr钢取实际运行温度减28℃。c——参数，c=727.3mm/hr1/2；d——参数，d=-11720K。5弯头）（3）式中：

eq

p(Do2YS)I2S

(3)I——修正系数。内弧部位，

I(4R/1)/(4R/2)

；外弧部位，I(4R/Do1)/(4R/Do2)；中性面部位，I=1。R——弯曲半径，mm。ETET式中：σh——环向热应力，MPa；α——材料的线胀系数，1/K；△T——蒸汽管道内外壁温差，℃；ν——泊松比，0.3；

h2(1)(4)f——与管道内外壁厚有关的结构系数，可查GB/T16507.4。（5）。r式中：r

k(t)m

（5）σ——试样加载的应力水平，MPa；tr——断裂时间，h；k、m——由试验确定的材料常数。GB/T2039（5）据应力mtr-σ双对数36图3材料的持久强度曲线mAA.1A.2倍。拟合下限寿命线的km为中值寿命线应力0.8T（6）ttw式中：ttw

T0.8RT

（6）tT——由试验外推的母材持久强度，MPa；tR——焊缝的持久强度减弱系数，蒸汽管道材料焊缝的持久强度减弱系数见附录B中表B.1。σeq，按式（7）tlgt105

lg 105 nt

（7）式中：

lg104t105t104

、t105

——分别为某一温度下104h和105h的持久强度，MPa；n——安全系数，当选中值线时，n取1.5，当选下限线时，n取1.2。（8）1iti1i

（8）式中：

i1triti——蒸汽管道在第i种应力与温度下的运行时间；7tri——蒸汽管道在第i种应力与温度下的蠕变断裂时间。B中表B.2。L-M参数法L-MP(σ)（9）式中：trh；

PT

lgtr

（9）C——材料常数，蒸汽管道材料的C值见表4。3（20～50℃）GB/T2039（10）C132公式，绘制材料的P(σ)-σ单对数坐标曲线，如图4所示。13204式中：04

lgtr

ClgC

lg2

lg3C

lg4L/T

（10）C0、C1、C2、C3、C4——拟合系数。图4 材的P(σ)-σ曲线（12Cr1MoV）蒸汽管道材料的C4表4 蒸管材的C值材料牌号10CrMo910（P22）12Cr1MoVP91P92C值20222723P(σ)（9）8命。（9）θ法1 （111 式中：ε——蠕变应变，%；

te3t

(11)θ1、θ3——蠕变第二阶段和第三阶段的速率参数；θ2——蠕变第三阶段的变形参数；t——蠕变时间，h。GB/T2039）θi（＝、、34（12）ai、bi、cidiθiσ式中：T——试验温度，K；

lg

diT

（12）ai、bi、ci、di——与应力、温度有关的系数。aibicidi后，（1θ（＝124。15所示。6.3.6 命。图5 材的ε～t线服役12Cr1MoV）99%～12%CrLavesDL/T78612CrMoG15CrMoG分别按照DL/T674和DL/T787DL/T773（12Cr2MoG、10CrMo910、P22）钢球化评级按照DL/T999的要求执行。P91和P92钢的微观组织老化评级按照DL/T884和DL/T2219的要求执行。蠕变DL/T654GB/T30580GB/T15248CC.1。6。P91ntiP91ni1trinnini1Nfi图6 蒸管材的变疲劳交作曲线（）D。a）等。10附录A（资料性附录）、m、m值表A.1 蒸管材不同态的、m值材料材料制造国（厂）工作参数运行时间h试验温度℃试样数量个最长试验点时间h系数k指数m温度℃压力MPa12MX主蒸汽母管直管段前苏联5109.816946151085837.5253.5-0.07495主蒸汽母管弯管段2557566＞6000265.1-0.07139主蒸汽母管直管纵向255756915066275.5-0.09506主蒸汽母管弯管纵向26103248379278.0-0.06620主蒸汽母管弯管横向261032910663282.4-0.0680112MX原始段前苏联5109.8051094143.8496.4-0.06107主蒸汽管监督段纵向1076751015446.8294.2-0.07200主蒸汽管监督段横向10767575681.6282.2-0.06514主蒸汽管监督段焊缝10767584888279.3-0.07898主蒸汽母管弯头9032983119.8301.2-0.04702主蒸汽母管直管7273.2-0.0792212MX主蒸汽管弯管外弧纵向前苏联5109.9207512.951095960.6292.9-0.10458主蒸汽管弯管外弧横向510814956.5238.8-0.08074主蒸汽变管外弧横向54075012.5266.3-0.12320主蒸汽管段直段横向510107831.7305.6-0.0993015123.9主蒸汽管直管段捷克5409.4125000540711389302.90.07653主蒸汽管焊缝////88173269.9-0.08251主蒸汽管弯管5409.416500054099416.5257.5-0.0778515123.9主蒸汽管监督段纵向捷克5409.813760454011＞16056251.4-0.05972主蒸汽监督段横向67471.1316.6-0.03802主蒸汽管焊缝103862.4270.1-0.09202主蒸汽弯管纵向109156.2255.4-0.0701911材料材料制造国（厂）工作参数运行时间h试验温度℃试样数量个最长试验点时间h系数k指数m温度℃压力MPa10CrMo910主蒸汽监督段前西德5409.83513254083993252.9-0.09007主蒸汽管焊缝84788.5253.5-0.0919410CrMo910主蒸汽监督段前西德5409.8101557.45406＞10000246.7-0.108325606＞10000205.9-0.1029310CrMo910主蒸汽直管段前西德5409.81060005401016529227.4-0.01035主蒸汽弯管段1014188.4237.4-0.1028410CrMo910主蒸汽母管前西德5409.810659254058277226.1-0.09140主蒸汽管焊缝96488.5176.0-0.0553110CrMo910高温再热Φ508×16mm/5402.31191965451512515.9229.3-0.1000P22原始管///054511＞13608489.90.9792P22高温再热蒸汽管道Φ737×57.15mm/5694.5717025657011＞11000191.10.1159高温再热蒸汽管道焊缝8＞11000197.0-0.1122P22主蒸汽管道Φ508×73mm/54117.25235850541613565.6193.8-0.0804P22高温再热蒸汽管道Φ711.2×31mm/5413.36235850541811571281.5-0.1232STPA24高温再热蒸汽管道母材Φ821.8×37mm/5413.9927500054176676.5231.5-0.1029811546.2218.4-0.094912CrlMoV主蒸汽管道监督段前苏联5409.85484954012＞7071292.6-0.09524106000207071234.0-0.0642112CrlMoV主蒸汽管监督段前苏联5109.89000054074517238.5-0.06918主蒸汽管弯头11066082614.3234.1-0.06747炉侧主蒸汽管道140690812343.6225.6-0.05835机侧主蒸汽管道170548718024.2248.5-0.0614212CrlMoV主蒸汽管监督段前苏联5409.810179454094634.2227.1-0.0621615453976048.3234.1-0.0675212CrlMoV主蒸汽管监督段前苏联5409.8153291540710395146.5-0.03954主蒸汽管焊缝8＞13428250.9-0.110012CrlMoV原始段日本川崎钢铁公司//051066164478.7-0.1032054056007.4389.8-0.1052112材料材料制造国（厂）工作参数运行时间h试验温度℃试样数量个最长试验点时间h系数k指数m温度℃压力MPa57068422277.2-0.0934012CrlMoV钢管原始段心部前西德//0540109723.4418.9-0.127035原始段外壁610138.6395.1-0.09516原始段内壁611090.8401.8-0.0997712CrlMoV钢管原始段心部前西德//0540812618.2472.5-0.131173原始段外壁814882.6395.4-0.106586原始段内壁810321.8458.7-0.12485012CrlMoV钢管原始段心部前西德//058077027.8276.2-0.11067861074266.1227.8-0.1207012CrlMoV钢管原始段心部前西德//058074978.7337.7-0.13744061073422.2259.8-0.14564712CrlMoVa高温过热器管前西德5409.0210672857082256141.9-0.06615T91-T9焊接原始管a日本川崎钢铁公司//06307＞16000256.0-0.109723T91-G102对接焊原始管a日本川崎钢铁公司//06105＜11000281.0－0.09884P91原始管///054513＞15216357.8-0.0726///550//258.5－0.0522///575//270.1－0.0844P91母材/56513.73000056584376323.5－0.0699P91焊接接头原始管焊后760℃保温2h炉冷///0550//251.0－0.0564///575//231.3－0.0726P91焊接接头原始管焊后780℃保温1.5h自冷/56513.73000056578024294.9－0.0754P91焊接接头原始管焊后760℃保温6h炉冷////565/4109315.0－0.0672P91焊接接头/54010.212730054010＞10235389.3-0.0620P91母材（147HBHLD/161HB）/5683.352730056886432224.2-0.0750P91焊接接头Φ457.2×45.0mm/54.817.391028385411010963378.1-0.0760X20CrMoWV121////540136133363.3－0.065913材料材料制造国（厂）工作参数运行时间h试验温度℃试样数量个最长试验点时间h系数k指数m温度℃压力MPa////555113145319.8－0.0657////570187858288.7－0.0706P92原始管Φ315×40mm日本新日铁公司//0600934639297.9－0.0795//0650945656400.4－0.1753P92原始管Φ318.5×50mm日本新日铁公司//06001049159309.8－0.0833//06501055123187.8－0.0928P92原始管Φ323×60mm法国V&M公司//0600857042348.9－0.1001//0650857715408.2－0.1771P92原始管ID749×38mm///060811＞10509252.0-0.0584P92母材Φ559×95mm/60527.468184660577810206.9-0.0892a为爆管试验结果。表A.2蒸汽管道材料的持久强度值材料牌号对应国产牌号温度，℃10000h30000h100000h200000h250000hP235GH20G400182/141128122410166/126115109420151/11410297430138/1008986440125/887774450112/776664460100/66565447088/56464448077/47303549067/3926/50058/3224/16Mo315MoG450298/236218210460273/205186179470247/176156148480221/149129122490196/12410598500171/102847814510148/836763520125/655350530104/51423854084/4034/55064/3225/13CrMo4-5/5-515CrMoG450373/290264257460347/258233225470319/227203193480292/198175164490264/170148138500238/145123114510209/12110292520181/1008273530155/806658540131/655146550109/53413756090/44353157074/3830/58060/3125/59050/26//60041/20//10CrMo91012Cr2MoG450308/229204196460284/212188180470261/194172165480238/177156150490216/160140134500195/141124118510176/124108103520158/1089488530142/958076540126/816864550111/70575456099/61494657088/53434058078/46383459069/40333015X10CrMoVNb9-110Cr9Mo1VNbN60060/35282650028626424122722351026624422120820452024722520218918553022820718417216754021018916715515155019317215113913556017615613512412057016014112111010758014512710897.594.459013111395.585.98360011810184.275.472.761010589.674.065.963.462093.979.264.857.455.263083.469.856.649.947.964073.861.349.343.341.565065.253.742.937.535.866057.446.937.232.43167050.440.932.3//X10CrWMoVNb9-210Cr9MoW2VNbBN520272255235//530256238218206/540240222202109/550225207187174/560210192172159/570195177157143/5801811631421291255901671481271151106001531341131019661013912110088846201261078776726301139575656264010083655653650887256484516附录B（资料性附录）蒸汽管道材料的持久强度减弱系数和等效使用时间折算系数B.1。表B.1蒸汽管道材料焊缝的持久强度减弱系数温度，℃低合金耐热钢P9110h30h100h300h1kh3kh1万h3万h10万h30万h/400～4501.001.001.001.001.001.001.001.001.001.000.954751.001.001.001.001.001.001.001.001.000.990.935001.001.001.001.001.001.001.001.000.990.970.925251.001.001.001.001.001.001.000.990.970.940.915501.001.001.001.001.001.000.990.970.940.900.895751.001.001.001.001.000.990.970.930.890.850.876001.001.001.001.000.990.970.930.890.840.790.846251.001.001.001.000.980.940.900.860.800.750.806501.001.001.000.980.930.890.830.780.710.660.76B.2。B.2温度（℃）低碳钢铬钼钢铬钼钒钢430///440///4430.222//4440.476//4450.596//4500.6413//4550.692//4601.000//4651.485//4702.06//5253.0270.3000.2825304.1600.4480.435533/0.6290.561534/0.6370.609535/0.6670.658540/1.0001.000545/1.4831.557550/2.1842.251555/3.2163.356560/4.7024.975注：黑体带杠的数字为标准值。以12Cr1MoV钢为例，计算温度为540℃下，当超过10℃时，每运行1h，相当于在540℃下运行2.251h；当低于10℃时，每运行1h，相当于在540℃下运行0.435h。17附录C（资料性附录）蒸汽管道材料的低周疲劳性能参数蒸汽管道材料的低周疲劳性能参数见表C.1。表C