一种利用热电势评价双相不锈钢热老化状况的方法
【专利摘要】本发明属于金属材料检测领域，具体涉及一种利用热电势评价双相不锈钢热老化状况的方法，包括1）建立材料热电势与室温冲击值的关系算法单元；2）建立材料室温冲击值与热老化安全系数的算法单元；3）在线检测材料的热电势，同时获取材料冲击下限值；4）根据测得的热电势，依次应用于步骤1）及步骤2），得到材料热老化安全系数，根据热老化安全系数对材料进行安全判定。本发明所述的检测双相不锈钢热老化状况的方法由于采用了上述技术方案，使得其能够较为快捷、准确的确定双相不锈钢热老化状况，从而在双相不锈钢服役失效之前及时进行更换，提高了其服役系统的安全性。
【专利说明】一种利用热电势评价双相不锈钢热老化状况的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于金属材料检测领域，具体涉及一种利用热电势评价双相不锈钢热老化状况的方法。
【背景技术】
[0002]在工程领域中，双相不锈钢具有优异的力学性能以及良好的抗热裂纹、耐腐蚀和抗应力腐蚀开裂性能，在很多方面都得到了广泛应用，尤其是化工、电力等工业领域。然而，双相不锈钢在300-50(TC长期服役后会发生“475°C脆化”，导致材料的力学性能降低，缩短了材料的使用寿命。在压水堆核电站中，一回路主管道采用铸造双相不锈钢，在其服役环境下会发生热老化脆化，严重威胁核电站的运营安全。因此，对于双相不锈钢的热老化进行实时检测是非常有必要的。
[0003]对于双相不锈钢热老化的传统研究方法是基于在实验室内对材料加速热老化，之后对于材料热老化不同程度的力学性能进行测试，从而对材料的服役性能进行评价。此种方法对于系统开展双相不锈钢热老化进展的理论研究是有效的，但是对于实际服役下材料的检测存在弊端。一方面由于实验室条件下与实际服役环境相比较是存在差别的，因此研究数据与实际服役环境下材料的真实数据存在一定差距；另一方面对于实际服役环境下的材料进行传统力学性能测试是不可能的，这将有损于部件结构的完整性。基于此现状，研究一种在线检测以及评价双相不锈钢热老化状况的方法是非常必要的。
【发明内容】
[0004]为有效解决上述问题，本发明提供过一种利用热电势评价双相不锈钢热老化状况的方法。
[0005]一种利用热电势评价双相不锈钢热老化状况的方法，包括以下步骤:
[0006]I)建立材料热电势与室温冲击值的关系算法单元；
[0007]2)建立材料室温冲击值与热老化安全系数的算法单元；
[0008]3)在线检测材料的热电势，同时获取材料冲击下限值；
[0009]4)根据测得的热电势，依次应用于步骤I)及步骤2)，得到材料热老化安全系数，根据热老化安全系数对材料进行安全判定。
[0010]进一步地，所述步骤I)中的材料热电势与室温冲击值的关系算法单元，其实现过程如下:实验室条件下选择合适的热老化温度以及不同时间节点对双相不锈钢进行加速热老化，时间节点一般选择5-6个，对热老化之后的双相不锈钢分别进行标准室温冲击测试以及室温下的热电势测试；根据上述得到的不同时间节点下的双相不锈钢的冲击数值以及热电势数值进行拟合得到所测材料热电势与室温冲击值的计算公式。材料热电势与室温冲击值计算公式具有以下形式:CV = Aexp(-TEP/B)+C，其中，Cv为材料的室温冲击值，TEP是材料热电势值，A、B、C为待定常数，与被测不锈钢材料本身相关，对于不同种类的双相不锈钢其常数是变化的。
[0011]进一步地，所述步骤2)中的材料室温冲击值与热老化安全系数的算法单元，计算公式为Z = Cv/Cvo, Z为材料安全评价系数，Cv为材料的室温冲击值，Cvo为材料服役下安全规定的冲击值下限值。
[0012]进一步地，在步骤I)中建立材料热电势与室温冲击值的关系算法单元后，并对该算法单元进行验证。其验证方法如下:选择另外一个热老化温度对材料进行加速老化，分别测试实际热电势值以及室温冲击值，根据上述建立的关系算法单元通过实际热电势值得到预测的冲击值，比较冲击功的实际值与预测值，验证上述计算公式的可靠性。
[0013]进一步地，所述当Z≤1.1，材料判断为不安全；Z > 1.1，材料判断为安全。
[0014]本发明中，材料热电势与室温冲击值的数学关系式是实验室条件下对所研究的双相不锈钢材料进行测试拟合得到的，对于不同种类的双相不锈钢其关系式是不同的。
[0015]本发明所述的检测双相不锈钢热老化状况的方法由于采用了上述技术方案，使得其能够较为快捷、准确的确定双相不锈钢热老化状况，从而在双相不锈钢服役失效之前及时进行更换，提高了其服役系统的安全性。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为本发明的流程图。
【具体实施方式】
[0017]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
[0018]相反，本发明涵盖任何由权利要求定义的在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本发明有更好的了解，在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。
[0019]以下结合说明书附图对本发明做进一步描述:
[0020]图1是本发明的流程框图，本发明是一种利用热电势评价双相不锈钢热老化状况的方法。
[0021]在役的双相不锈钢管道在其服役环境下运行一段时间将发生热老化，影响管道运行的安全性，因此需要对热老化状况进行评估。利用本材料建立的热老化评价系统，采用热电势测量仪直接在材料上面进行室温下的热电势测试，实现对材料的无损测试并进行热老化状况评估。
[0022]对本实施例中的原始不锈钢管道材料在400°C下进行加速热老化，老化时间分别为0h、1000h、3000h、5000h、7000h、10000h，对热老化后的材料进行标准室温冲击值测试以及室温下的材料的热电势系数，测试结果如表1所示。
[0023]表1加速热老化材料冲击值以及热电势值
[0024]
【权利要求】
1.一种利用热电势评价双相不锈钢热老化状况的方法，其特征在于，包括以下步骤: 1)建立材料热电势与室温冲击值的关系算法单元； 2)建立材料室温冲击值与热老化安全系数的算法单元； 3)在线检测材料的热电势，同时获取材料冲击下限值； 4)根据测得的热电势，依次应用于步骤I)及步骤2)，得到材料热老化安全系数，根据热老化安全系数对材料进行安全判定。
2.根据权利要求1中的利用热电势评价双相不锈钢热老化状况的方法，其特征在于，所述步骤I)中的材料热电势与室温冲击值的关系算法单元，计算公式具有以下形式:CV=Aexp (-TEP/B) +C，其中，Cv为材料的室温冲击值，TEP是材料热电势值，A、B、C为待定常数，与被测不锈钢材料本身相关，对于不同种类的双相不锈钢其常数是变化的。
3.根据权利要求1中的利用热电势评价双相不锈钢热老化状况的方法，其特征在于，所述步骤2)中的材料室温冲击值与热老化安全系数的算法单元，计算公式为Z=CV/CTO，Z为材料安全评价系数，Cv为材料的室温冲击值，Cvo为材料服役下安全规定的冲击值下限值。
4.根据权利要求1中的利用热电势评价双相不锈钢热老化状况的方法，其特征在于，在步骤I)中建立材料热电势与室温冲击值的关系算法单元后，并对该算法单元进行验证。
5.根据权利要求3中的利用热电势评价双相不锈钢热老化状况的方法，其特征在于，所述当ZSl.1，材料判断为不安全；Z > 1.1，材料判断为安全。
【文档编号】G01N17/00GK104181096SQ201410455644
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年9月9日 优先权日:2014年9月9日
【发明者】王艳丽, 孙彬彬, 李时磊, 王西涛 申请人:北京科技大学