DLT654火电机组寿命评估技术导则（送审稿）.doc

2006- - 实施2006- - 发布中华人民共和国国家发展和改革委员会 发 布火电机组寿命评估技术导则The technical guide for the life assessment of units in fossil-fuel power plantDL/T 6542006 中华人民共和国电力行业标准ICS XX.XXXFXX备案号：XXXX-2006目 次 前 言II1范围12规范性引用文件13技术术语24机组进行寿命评估的条件25机组寿命评估所需资料36机组部件寿命评估步骤及程序87蒸汽管道及高温联箱的寿命评估技术108锅炉汽包、汽水分离器的低周疲劳寿命估算129汽轮机高压转子、再热机组的中压转子的低周疲劳寿命估算1310承受疲劳蠕变交互作用部件寿命的评估1311锅炉高温过热器、再热器蠕变寿命估算1312带缺陷汽包、汽水分离器及低温联箱的安全性评定与剩余寿命估算1413带缺陷汽轮机、汽轮发电机转子大轴的安全性评定与剩余寿命估算1414寿命评估报告17附录A (资料性附录)几种低合金耐热钢的k 、m值18附录B (资料性附录)电站常用材料的低周疲劳参数和低周疲劳寿命曲线21附录C (资料性附录)用于缺陷评定的超深波探伤记录表28附录D (资料性附录)电站常用材料的断裂韧性30附录E (资料性附录)电站常用材料的疲劳裂纹扩展速率da/dN33附录F （资料性附录）关键部件寿命评估举例35前 言 本标准是根据中国电力企业联合会部门文件标综20049号文关于转发国家发该委2004年电力行业标准项目计划的通知安排而制定的。火电机组的安全运行一直是电厂生产中最为关注的问题，不但涉及安全，而且与机组的经济性密切相关，随着调峰机组的增加和超临界、超超临界机组的发展，在更为苛刻条件下服役的机组的运行安全性和重要部件的寿命问题日益突出，而开展机组的状态检修则必须以高温关键部件状态评估和寿命评估为基础，故世界工业发达国家在火电机组的寿命评估方面开展了广泛深入的研究，制订了一些相应的标准规程。我国目前超过30年以上役龄的老旧机组除少量作退役报废处理外，大部分仍在继续运行，而调峰机组和超临界、超超临界机组的迅猛发展，以及机组的状态检修的开展，使机组运行的风险日益突出。因此，火电机组进行寿命评估，是保证机组安全运行的重要措施。本标准依据我国电站金属材料工作者几十年来积累的对机组寿命评估的经验，参照国外有关火电机组部件寿命评估方法和有关标准，提出了我国火电机组寿命评估的基本步骤、常用的评估方法，为火电机组的安全运行提供技术上的依据。本标准主要针对在役机组的关键部件，如蒸汽管道、锅炉汽包及压力容器、汽轮机和发电机转子等的安全运行寿命进行评估，同时也提出了对锅炉受热面管子的寿命评估方法。对于新建机组，应注意关键部件的设计、制造、监造、安装、运行、检修及改造等技术资料的收集保存，以便为以后的寿命评估提供完整的资料和可靠的依据。本标准附录A、附录B、附录C、附录D、附录E和附录F是资料性附录。本标准由中国电力企业联合会提出。本标准由电力行业电站金属标准化技术委员会归口并解释。本标准起草单位：西安热工研究院有限公司。 本标准主要起草人：李益民 贾建民 史志刚 姚兵印。1 范围本导则规定了火力发电厂超期服役机组热力部件要进行寿命评估的基本原则，提出了寿命评估的基本步骤，推荐了常用的寿命评估方法，并给出若干关键部件寿命评估实例。本导则适用于火力发电厂50MW（含50MW）以上机组的热力机械部件，50MW以下的超期服役机组应按国家有关能源政策处理，但如仍要使用，亦应进行寿命评估。企业自备电站、地方电站的火电机组可参照执行。2 规范性引用文件下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方，应探讨使用下列标准最新版本的可能性。GB203891金属材料延性断裂韧度Jc试验方法GB/T20391997金属拉伸蠕变及持久试验方法GB235894裂纹张开位移（COD）试验方法GB416184金属材料平面应变断裂韧度试验方法GB639886金属材料疲劳裂纹扩展速率试验方法GB639986金属材料轴向等辐低循环疲劳试验方法GB922288水管等炉受压元件强度计算GB/T196242004 在用含缺陷压力容器安全评定DL4382000火力发电厂金属技术监督规程DL43991火力发电厂高温紧固件技术导则DL/T4402004在役电站锅炉汽包的检验及评定规程DL/T4412004火力发电厂高温高压蒸汽管道蠕变监督导则DL5051992汽轮机焊接转子超声波探伤规程DL/T6161997火力发电厂汽水管道与支吊架维修调整导则DL/T6521998金相复型技术工艺导则DL/T6741999火电厂用20号钢珠光体球化评级标准DL/T6941999高温紧固螺栓超声波检验技术导则DL/T7142000 汽轮机叶片超声波检验技术导则DL/T 7172000汽轮发电机组转子中心孔检验技术导则DL/T7732001火电厂 12Cr1MoV钢球化评级标准DL/T7852001火力发电厂中温中压管道（件）安全技术条件DL/T7862001碳钢石墨化检验及评级标准DL/T7872001火力发电厂用15CrMo钢珠光体球化评级标准DL/T8182002低合金耐热钢碳化物相分析技术导则DL/T8822004火力发电厂金属专业名词术语DL/T9302004整锻式汽轮机实心转子体超声波检验技术导则DL/T9392005火力发电厂锅炉受热面管监督检验技术导则DL/T9402005火力发电厂蒸汽管道寿命评估技术导则JB/T 1581-1996汽轮机、汽轮发电机转子和主轴锻件超声波探伤方法JB47301998承压设备无损检验JBT10326在役发电机护环超声波检验技术标准ASME86锅炉和压力容器规范，规范实例N47，高温工作条件下的I类部件ASME89锅炉和压力容器规范，第2卷第8章（SectionVIII，Division2）TRD30092蒸汽锅炉强度计算TRD30192承受内压的圆筒TRD50892按持久强度值计算的构件的补充检验3 技术术语本标准采用下列技术术语3.1 基本负荷机组 承担电网中的基本负荷，年超行小时超过5000h的机组。3.2 调峰机组 承担电网调峰负荷的机组，可为原设计的调峰机组，也可是由基本负荷机组改为调峰运行的机组，通常又分为中间负荷机组与尖峰负荷机组。3.3 机组寿命 机组寿命有设计寿命、安全运行寿命和经济寿命，本导则中所指机组寿命为安全运行寿命。3.4 超期服役机组 运行时间超过20万（含20万h）以上的带基本负荷的机组或超过设计的疲劳循环次数的调峰机组。3.5 低温联箱 低温连箱指水冷壁、省煤器等服役温度不超过400的联箱。3.6 以下术语名词见DL/T8822004关键部件 一般部件或称有影响的部件 断裂力学疲劳 低周疲劳 蠕变 持久强度 4 机组进行寿命评估的条件4.1机组进行寿命评估的条件根据其历史的运行情况和现状以及在电网中的地位，经技术、经济比较分析后确定。4.2对机组及关键性部件，根据其运行历程和现状检查结果，有下列情况之一时应进行寿命评估。a）时已运行20万h（含20万h）以上的带基本负荷的机组。b)对于曾提高参数（相对于设计参数）运行的机组，其进行寿命评估的运行时间应适当提前。c)对于运行20万h的机组，若对其有关系统进行过改造，更换了一些一般性部件但未对关键部件进行更换，当继续运行时（包括移地使用）需根据实际情况进行寿命评估。d)对于设计的调峰机组，当超过设计（规定的起停）循环周次后，应对汽包、汽轮机转子，特 别是高压转子进行低周疲劳寿命估算；对由基本负荷机组改为调峰运行的机组或频繁启动、参数波动较大的锅炉，应对高温联箱（450）进行蠕变疲劳寿命估算。e）部件有裂纹或严重的超标缺陷时，首先应做消缺处理，若消缺难度大或不能及时消除时，不论其运行时间长短，均应用断裂力学的方法，进行安全性评估和剩余寿命评估。f）蒸汽管道寿命评估的条件见DLT9402005g)汽包、集箱的实测壁厚小于理论计算壁厚时，应进行壁厚强度校核。5 机组寿命评估所需资料5.1 了解掌握机组部件的主要失效机理（见表1）表1 机组各部件的主要损伤机理部件名称损 伤 机 理蠕变疲劳蠕变-疲劳侵蚀腐蚀应力腐蚀磨损其他关键性部件锅炉汽包汽水分离器高温过热器集箱高温再热器集箱集汽集箱高温氧化水冷壁集箱省煤器入口集箱下 降 管主蒸汽管道高温再热蒸汽管道导汽管大口径三通高温氧化汽轮机高、中压转子高压汽缸汽轮机低压转子汽轮发电机转子低压转子叶轮护 环表1 （续）部件名称损 伤 机 理蠕变疲劳蠕变-疲劳侵蚀腐蚀应力腐蚀磨损其他一般性部件过热器管再热器管高温氧化锅炉水冷壁管锅炉省煤器管汽轮机末级叶片冲蚀阀 门螺栓应力松弛除氧器高压加热器5.2 机组设计、运行、检修资料为了对机组和部件进行寿命评估，必须收集机组和部件的设计、制造、安装、运行、历次检修及对关键部位的检验与测试记录、事故工况、更新改造等资料，尽可能全面、详细。其主要内容如下： a) 部件设计资料：包括设计依据、部件材料及其力学性能、制造工艺、结构几何尺寸、强度计算书、管道系统设计资料等；b) 部件出厂质量保证书、检验证书或记录等；c) 机组安装资料，重要安装焊口的无损检查资料，主要缺陷的处理记录，主蒸汽管道安装的预拉紧记录等；d) 机组投运时间，累计运行小时数；e) 机组典型的负荷记录（或代表日负荷曲线），最大出力及调峰运行方式；f) 机组热态、温态、冷态启、停次数及启、停参数，强迫停机和甩负荷、发电机短路次数、锅炉灭火次数等；g) 机组事故史和事故分析报告；h) 运行压力、温度典型记录，是否有过长时间的超设计参数（温度、压力等）运行；i) 机组历年可靠性统计资料；j) 维修与更换部件记录；k) 历次检修检查记录、腐蚀状况检查和管子的支吊系统检查记录等；l) 机组未来的运行计划。5.3 机组的现状检查对确定要进行寿命评估的机组，首先应对机组的现状进行检查。关键性部件及一般性部件的检查项目及内容见表2。如果在评估前近期已对该机组作过检查或全面性的普查，则可视需要补充作一些有针对性检查表2 机组进行寿命评估前的现状检查部件名称检查项目及内容锅炉部件汽包汽水分离器内外部表面腐蚀、裂纹、划痕、沟槽等检查；筒体角变形、焊缝错边量和筒体圆度检查，筒体、封头壁厚测定；焊缝、母材的金相检验（按DL/T6521998执行）与硬度测定；筒体纵、环焊缝UT，接管座角焊缝PT或MT、UT，筒体内壁开孔边缘PT（按JB4730 1998执行）。详细检测参照DL/T4402004执行。高温过热器集箱集汽集箱高温再热器集箱外观检查；封头环焊缝UT，接管座角焊缝PT或MT、UT，（按JB47301998执行）；筒体、封头壁厚和孔桥间变形测量，筒体蠕胀测量（按DL/T4412004执行）；微观金相组织检查（按DL/T6521998执行）和硬度测定 。 水冷壁集箱外观检查；封头环焊缝UT，接管座角焊缝PT或MT、UT，（按JB47301998执行）；筒体、封头壁厚测量；硬度测量。导汽管外观检查；弯管外弧侧外表面PT或MT，内表面UT，管座对接焊缝UT（按JB4730执行）；直管段、弯管外弧侧壁厚测量，弯管圆度测量；直管段和弯管微观金相组织检查（按DL/T6521998执行）和硬度测定。主蒸汽管道高温再热蒸汽管道外观检查；焊缝（环焊缝或纵焊缝）UT；弯管（弯头）外弧侧外表面PT或MT，内表面UT；疏水管、仪表管管座PT或MT（按JB47301998执行）；直管段、弯管和焊缝微观金相组织检查（按DL/T6521998执行）和硬度测定；直管段、弯管外弧侧壁厚测量，弯管（弯头）圆度测量；蠕胀测量（按DL/T4412004执行）；支吊架系统检查（按DL/T616XXXX执行）。受热面管子管子表面氧化、腐蚀、磨损宏观检查；管子外径和向火侧壁厚测量；向火侧内壁氧化层厚度测量；割管进行拉伸、硬度和微观金相组织检查，对于T91类管子，应作透射电镜检查。汽轮机部件高、中压转子转子表面裂纹（特别是调节级凹槽及前轴封弹性槽）、腐蚀、划痕、碰伤等外观检查；中心孔和转子调节级凹槽及前轴封弹性槽无损探伤（按DL/T7172000执行），对于焊接转子还应对焊缝进行无损探伤（按DL/T50593执行）；转子体轴端面和调节级处轴颈及叶轮硬度测定，低压转子转子表面裂纹、腐蚀、划痕、碰伤等外观检查；转子体中心孔无损探伤（按DL/T7172000执行），对于焊接转子还应对焊缝进行无损探伤（按DL/T50593执行）。叶轮键槽处无损探伤，特别是低压转子末三级叶轮键槽；与叶根相连的部位外表面的UT、MT。叶片叶片外表面裂纹、侵蚀、点蚀坑检查；叶根UT，拉筋孔PT，低压转子末三级叶片边缘司太立合金镶焊焊缝UT或MT、PT（按DL/T7142000执行）。汽缸内外壁缺陷及裂纹D宏观检查，必要时进行PT；轴颈部位缸体和调节级部位缸体硬度测定。螺栓螺栓外表面裂纹、咬蚀、碰伤等外观检查；螺纹根部的UT（按DL/T6941999执行）；硬度和微观金相组织检查；详细的检测按DL43991火力电厂高温紧固件技术导则执行除氧器水箱、除氧头内外部表面腐蚀、裂纹、划痕、沟槽等检查；水箱、除氧头纵、环焊缝UT，水箱加强圈、支撑焊缝PT（按JB47302000执行）；水箱、除氧头筒体和封头壁厚测量，筒体不圆度测量；支座状况检查。高压加热器壳体内外部表面腐蚀、裂纹、划痕、沟槽等检查；壳体环焊缝的UT或PT（按JB47302000执行）；壳体筒体和封头壁厚测量。发电机转子转子表面裂纹、腐蚀、划痕、碰伤等外观检查；转子体中心孔及变截面处无损探伤（按DL/T7172000执行）。硬度测定。护环表面裂纹、腐蚀、划痕、碰伤等外观检查；护环的UT（按JB/T103262000执行）；硬度测定。注：UT超深波探伤；PT表面滲透探伤；MT表面磁粉探伤。5.4 评估部件寿命时所需的材料性能数据a) 材料性能及微观组织特征：进行部件寿命评估，根据其主要损伤机理，主要考虑表3所列的材料性能及微观组织特征。表3 寿命评估时所需的材料性能部件名称材料性能无超标缺陷的部件带超标缺陷的部件汽包、汽水分离器力学性能：材料的拉伸、冲击性能，硬度，脆性转变温度，低周疲劳特性。物理性能：强性模量，泊松比，线膨胀系数，比热容，热导率。 力学性能：材料的拉伸、冲击性能，硬度，脆性转变温度，断裂韧性，疲劳裂纹扩展速率。物理性能：强性模量，泊松比，线膨胀系数，比热容，热导率。主蒸汽管道高温再热蒸汽管道高温集箱力学性能：材料的拉伸、冲击性能，硬度，持久蠕变、低周疲劳性能或蠕变一疲劳交互作用特性。微观组织特征：取样或复型金相检查母材、焊缝材料的微观组织损伤、蠕变孔洞与裂纹等。物理性能：（同汽包）。力学性能：材料的拉伸、冲击性能，硬度，高温断裂韧性、裂纹扩展速率。微观组织特征：取样或复型金相检查母材、焊缝材料的微观组织、蠕变孔洞与裂纹等。物理性能：（同汽包）高温过热器管高温再热器管力学性能：材料的拉伸、硬度，持久蠕变、低周疲劳性能或蠕变一疲劳交互作用特性。微观组织特征：取样检查材料的微观组织损伤、蠕变孔洞与裂纹等。汽轮机高、中压转子力学性能：材料拉伸、冲击性能，硬度，脆性转变温度，低周疲劳、蠕变或蠕变-疲劳交互作用特性。物理性能：（同汽包）。力学性能：材料拉伸、冲击性能，硬度，脆性转变温度，断裂韧性，疲劳裂纹扩展速率。物理性能：（同汽包）。汽轮发电机转子汽轮机低压转子力学性能：材料拉伸、冲击性能，硬度，脆性转变温度，低周疲劳；若为焊接转子，还应考虑焊缝的上述性能。力学性能：材料拉伸、冲击性能，硬度，脆性转变温度、断裂韧性，疲劳裂纹扩展速率。护环力学性能：室温拉伸、冲击性能，硬度。力学性能：室温拉伸、冲击性能，硬度，断裂韧性，应力腐蚀开裂门槛值，应力腐蚀裂纹扩展速率。b）材料性能数据的获得：在条件许可的情况下，应在部件服役条件最苛刻的部位取样进行相关的材料性能试验；若直接在部件上取样有困难，可选用与部件材料牌号相同、工艺相同的原材料进行试验（至少有一组试验应在与部件工作温度相同的温度下进行）；如在短时间内不能取得实际试验数据，可参考相同牌号材料已积累的数据的下限值。 对于由试验获得的原始材料的性能，当用于部件寿命评估时，应考虑其性能在高温、应力作用下随时间的延长而劣化的情况和数据的分散度、小试样与部件的尺寸效应、频率效应等。5.5 部件受力状态分析可采用以下方法确定部件危险部位的应力a)解析法。即有理论计算公式，例如管道、压力容器筒体焊缝处的内压应力。b)有限元素法。对于任何部件的任一部位，依据受力模型和边界条件，均可用有限元素法计算该部位的应力。c）经验公式计算。对于有的部件某些部位的应力，没有计算的理论公式，此时可参照有关经验公式确定该部位的应力。例如，DL/T940中确定管道弯头部位最大环向应力的经验公式。d)残余应力的确定。当在部件的缺陷评定中需确定评定部位的残余应力时，例如汽包下降管角焊缝部位，可依据有关试验研究资料经验的估算，也可用盲孔法进行试验应力测量。6 机组部件寿命评估步骤及程序机组部件寿命评估的步骤采用三级评估法。a）级评估基本评估；b）级评估较精确评估。当级评估的部件寿命小于部件已运行的时间时进行级评估；c）级评估精确评估。当级评估的部件寿命小于部件已运行的时间时进行级评估。6.1 三个等级评估所需资料(见表4)表4 三个等级评估所需资料级评估级评估级评估设计、制造和安装资料电厂及制造厂资料电厂及制造厂资料电厂及制造厂资料运行历程电厂记录电厂记录电厂记录事故、维修记录电厂记录电厂记录电厂记录温度和压力设计或实际运行值实际运行或测量值实际运行或测量值运行工况记录或额定检测详细检测部件几何尺寸设计制造资料测量测量是否取样否否是微观组织现场复型试验现场复型试验现场复型+实验室试验（不可取样的部件除外）材料特性查阅资料,取最低值查阅资料,取最低值试验测定, 取最低值（不可取样的部件除外）6.2 关键部件寿命评估程序图1和图2示出了关键部件寿命评估程序框图。对带超标缺陷的部件，其安全性评定主要考虑缺陷部位的安全性。收集机组、部件有关资料、数据机组、部件的现状检查部件受力分析部件材料性能的选取与获得由材料的微观状态评价材料的老化损伤应力解析法评定寿命由材料的微观状态评价材料的老化损伤综合分析、给出评估结果部件寿命损耗更换提出机组未来的运行监督措施寿命结束图1 无超标缺陷部件寿命评定框图收集机组、部件有关资料、数据机组、部件的现状检查部件材料性能的选取与获得无损探伤、确定缺陷的性质、几何特征及尺寸部件缺陷部位的受力分析缺陷简化计算当量裂纹尺寸a计算容许当量裂纹尺寸amaam降参数运行待修复或报废计处剩余寿命提出机组未来的监督运行措施aam图2 带超标缺陷部件寿命评定框图7 蒸汽管道及高温联箱的寿命评估技术7.1 管道的内压应力和热应力计算见DL/T9402005。7.2 等温线外推法材料的恒温蠕变持久试验温度按部件的工作温度选取。在恒定的温度下，不同试样的加载应力与断裂时间可用（1）式描述 （1）式中：试样的加载应力，MPa；tr断裂时间，h；k、m由试验确定的材料常数。当确定了部件的最大应力之后，即可按DL/T9402005用等温线外推法估算蒸汽管道及高温联箱的寿命。蒸汽管道及高温联箱常用材料及不同状态下的k、m见附录A。7.3 LM参数法LM参数是时间和温度二者相结合的参数，以P表示，有如下关系： (2)式中：tr断裂时间，h；T试验温度，K；C材料常数。a) 确定材料的LM参数选部件工作温度及其附近3个温度（通常相差50），在每一温度下至少进行5个应力水平的拉伸持久试验。按（3）式对试验数据进行多元线性回归求解出C值 （3）式中：C0、C1、C2、C3、C4拟合系数。依据拟合出的公式，绘制材料的单对数坐标曲线。b）10CrMo910钢的L-M参数公式可由（4）式表示 （4）式中：T列氏温度，°R； （5）t试验温度，。曲线见图3。c)12Cr1MoV钢的L-M参数公式可由（6）式表示 （6）式中：T热力学温度，K曲线见图4所示。d) 依据按7.1确定的部件工作条件下的最大应力，由曲线上查得最大应力对应的参数；e)将获得的参数代入式（4）或式（6），即可获得部件在工作温度下的蠕变寿命，也可按式（3）拟合的系数，依据部件的工作温度和最大应力确定部件蠕变断裂寿命。f）P91、P92钢的L-M参数曲线见DL/T9402005附录A。图3 10CrMo910钢的曲线 图4 12Cr1MoV钢的曲线7.4 法见DL/T9402005中附录B。7.5 材料微观组织老化及蠕变孔洞的评定见DL/T9402005中的5.4。8 锅炉汽包、汽水分离器的低周疲劳寿命估算 参照GB922288附录D对汽包进行低周疲劳寿命估算。8.1 危险部位的应力应变分析 对锅炉不同运行工况下汽包下降管部位的内压应力和热应力的计算按照GB922288附录D执行： 计算工况： 冷态启停热态启停温态启停变负荷运行 若锅炉启停过程中仅有上述工况中的1项、2项或3项，则只计算其中的中的1项、2项或3项。8.2 汽包的疲劳寿命曲线汽包的低周疲劳寿命曲线可用应力循环周次或应变循环周次表示。GB922288附录D中提供了汽包的疲劳寿命曲线，也可根据不同材料和不同强度级别的材料参照附录B中的曲线执行。8.3 汽包的低周疲劳寿命评估 根据对锅炉不同运行工况下汽包下降管部位的交变应力范围及应力幅值、汽包材料的疲劳寿命曲线，利用累积损伤安全准则式（7）估算汽包疲劳寿命损耗。 （7）式中ni 、Nfi分别为i工况下汽包的运行循环周次和疲劳失效循环周次。当D1时，汽包的疲劳寿命结束。9 汽轮机高压转子、再热机组的中压转子的低周疲劳寿命估算9.1 危险部位的应力应变分析对机组不同运行工况下汽轮机高压转子、再热机组的中压转子调速级附近区段的离心应力和热应力进行计算。 计算工况：冷态启停热态启停温态启停变负荷运行 若机组启停过程中仅有上述工况中的1项、2项或3项，则只计算其中的中的1项、2项或3项。9.2 转子材料的疲劳寿命曲线转子材料的低周疲劳寿命曲线也可用应力循环周次或应变循环周次表示。不同资料提供的转子不同材料的低周疲劳寿命曲线见附录B。9.3 转子的低周疲劳寿命评估 根据对机组不同运行工况下转子危险部位交变应力范围及应力幅值、转子材料的疲劳寿命曲线，利用累积损伤安全准则式（7）估算转子的疲劳寿命损耗。当D0.7时，转子的疲劳寿命结束。10 承受疲劳蠕变交互作用部件寿命的评估对于承受疲劳蠕变交互作用下的高温工程部件，如调峰机组的汽轮高压转子，蒸汽管道、锅炉的高温联箱等部件，用线性累积损伤法则评估其损伤度D。10.1 部件的疲劳寿命损耗计算对于转子、高温联连箱等部件的疲劳寿命损耗估算按9进行。10.2 蠕变寿命损耗计算对于转子、高温联箱等部件的疲劳寿命损耗估算按7进行。10.3 疲劳蠕变交互作用寿命估算利用线性累积损伤式（8）估算部件的疲劳蠕变寿命损耗。 （8）式中：N fi、tri分别为i工况下部件的低周疲劳失效循环周次和蠕变持久破坏时间；ni、ti分别为i工况下部件运行的循环周次和蠕变保持时间。D值与疲劳、蠕变损伤份额有关。蒸汽管道常用钢材12Cr1MoV和10CrMo910（2.25Cr-1Mo）的疲劳蠕变交互作用曲线见DL/T940-2005中图1。11 锅炉高温过热器、再热器蠕变寿命估算11.1 向火侧内壁氧化层厚度和管子壁厚的测量对于低合金耐热钢制过热器、再热器管，利用超声波检测向火侧内壁的氧化层厚度和管子的壁厚。11.2 管子金属温度的估算依据检测的管子向火侧内壁的氧化层厚度和锅炉运行时间，用式（9）估算管子的金属温度（537648）。 (9)式中 x向火侧内壁氧化层厚度，mils；T列氏温度，°R，列氏温度与摄氏温度的关系见式（5）；t管子的运行时间，h。11.3 计算管子的环向应力依据检测的管子向火侧金属厚度，用式（10）估算管子的环向应力。 (10)式中：环向应力，MPa；P管道正常运行下的压力，MPa；D0蒸汽管道外径，mm；S蒸汽管道壁厚，mm；11.4 评估管材的微观组织老化及蠕变损伤依据检测的管子向火侧内壁的氧化层厚度、管子的爆裂事故历程及部位，割取损伤最严重的管段，在实验室进行管样的拉伸性能和硬度试验、微观金相组织观察、显微镜下测量向火侧内壁氧化层厚度。依据试验结果，对管样的微观组织老化及蠕变损伤作出评估。11.5 寿命评估a)依据式（9）和式（10）估算的管子的金属温度和环向应力，用等温线外推法或L-M参数法估算管子的蠕变寿命。b）依据管样的微观组织老化及蠕变损伤程度、用等温线外推法或L-M参数法估算出管子的蠕变寿命，对管子的蠕变寿命作出综合评估。12 带缺陷汽包、汽水分离器及低温联箱的安全性评定与剩余寿命估算12.1 无损检测要求a）参与汽包、汽水分离器及低温联箱的安全性评定的无损检测人员必须是级（高级）人员。b）汽包、汽水分离器及低温联箱的无损检测必须给出单个缺陷的二维尺寸（缺陷长度和壁厚方向的自身高度），单个缺陷之间的间距，详细的要求见附录C。12.2 缺陷评定方法带缺陷汽包、汽水分离器及低温联箱的安全性评定与剩余寿命估算参照GB/T196242004 “在用含缺陷压力容器安全评定“执行。13 带缺陷汽轮机、汽轮发电机转子大轴的安全性评定与剩余寿命估算13.1 无损检测要求a）参与汽轮机、汽轮发电机转子大轴安全性评定的无损检测人员必须是级（高级）人员。b）汽轮机、汽轮发电机转子大轴的无损检测必须给出单个缺陷的三维尺寸（缺陷轴向、周向和径向尺寸），单个缺陷之间的间距，详细的要求见附录C。13.2 应力强度因子法13.2.1 汽轮机、汽轮发电机转子大轴的安全性评定与剩余寿命估算方法主要为应力强度因子法（主要考虑垂直于裂纹面的应力引起的型（张开型）开裂。13.2.2 材料的断裂韧性Kc的获得a)按GB4161测定材料的断裂韧性Kc。当试件尺寸不满足平面应变要求时，可按GB203891测定材料的延性断断裂韧性Jc值，然后按式（11）由Jc换算为KcKc= （11）式中：E材料弹性模量，MPa；材料的泊松系数，通常取0.3。也可按GBT235894测定材料的裂纹张开位移0.05值，然后按式（12）由0.05换算为Kc （12）式中：s材料的屈服强度；E、同（11）式。附录D（提示的附录）列出了一些电站用钢的Kc、0.05和Jc值。b)当无法直接测试材料的断裂韧性Kc时（例如转子大轴），可查阅有关资料；当无Kc数值时，可通过查阅材料的延性断断裂韧性J1C值，然后通过式（11）换算为Kc 。c）对获得的材料的断裂韧性Kc除以1.2作为计算评估的数值。13.2.3 缺陷的规则化和表征对于超声波检测的小于或等于5mm当量的埋藏缺陷，对其面积放大2.25倍；对于超声波检测的小于或等于10mm当量的埋藏缺陷，对其面积放大1.5倍；对于超声波检测的大于10mm当量的埋藏缺陷，按检测尺寸进行缺陷的规则化。对于非圆形体积的缺陷，缺陷的规则化和表征参照GB/T196242004执行。13.2.4 缺陷部位的应力强度因子K可根据缺陷的几何形状、尺寸、位向、缺陷部位的应力类型和大小来确定部件缺陷部位的应力强度因子K， （13）式中：部件缺陷部位无缺陷时的应力，MPa。应考虑外载引起的应力、残余应力、热应力及部件几何形状引起的应力集中等。 a规则化后的裂纹尺寸，mm； Y几何形状因子。转子大轴缺陷规则化后裂纹尖端的应力强度因子K的表达式可参照中国航空研究院编写的“应力强度因子手册”（科学出版社，1981）或其它资料来确定，也可由专业计算人员确定。13.2.5 转子缺陷的安全性判定当K0.6Kc时，为不可接受的缺陷。13.3 应变能密度理论13.3.1 应变能密度理论（S准则）见（14）式 (14)式中 (15) (16) (17) (18)k34（平面应变情况）；G材料的切变模量；材料的泊松系数；从裂纹延长线量起的裂纹尖端的极角。材料的临界值Sc与断裂韧性KC的关系见（19）式： （19）复合应力强度因子K*I见（20）式 （20）13.3.2 转子缺陷的安全性判定当K*I 0.6KC时，缺陷不会发生一次性断裂。13.4 带缺陷转子的疲劳剩余寿命估算13.4.1 13.4.1按照GB639886测定材料的疲劳裂纹扩展速率 （21）式中K应力强度因子变化范围；D、a 由试验确定的材料常数。附录D给出了若干电站常用钢的值及疲劳裂纹扩展门槛值Kth。13.4.2 确定部件缺陷部位的应力的强度范围K(参照13.2.4 中K的确定方法) （22）式中 部件缺陷部位无缺陷时的循环应力范围，MPa。应考虑外载引起的应力、热应力、部件几何形状引起的应力集中等；不考虑静态应力，如残余应力、离心应力等。 a、Y同（13）式。13.4.3 判定裂纹是否会扩展当K<Kth时，裂纹不扩展；当KKth时，用（23）式计算缺陷的疲劳裂纹扩展剩余寿命Nrem（周次） （23）式中a0初始裂纹尺寸，m