专利名称：一种确定辐射管剩余寿命的方法
技术领域：
本发明涉及一种管材寿命检测方法，尤其涉及一种辐射管的寿命检测方法。
背景技术：
在冶金生产领域，冷轧带钢退火炉多采用辐射管作为加热设备，一般加热炉内辐射管有300根左右。然而随着汽车板以及高强钢产量的不断增加，退火炉内的温度也需要不断提高，炉内温度一般在850 950度之间，这就造成了辐射管长期在高温环境下服役。
长时间处于高温状态下会使得辐射管发生变形，并最终导致破裂，导致辐射管无法继续使用，而炉内大量辐射管不能使用将严重影响退火炉的生产能力。针对这种情况，目前对辐射管的维护主要采用事后维修的方法，也就是说，在炉修时对辐射管依次进行检查，发现有破裂的辐射管便进行更换。根据实际生产经验，辐射管在炉内基本上是等寿命的，即一但有一根发生破损，其他的辐射管基本上在前后2个月里也会发生破损，这样造成一次炉修更换量大，甚至来不及更换。此外，炉修周期一般为6个月一次，如果在生产中发生破损只能停止不用该辐射管，使得辐射管无法得到及时更换，从而影响退火炉的加热效率，对广能影响很大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种确定辐射管剩余寿命的方法，该方法通过对与辐射管材料进行分析处理，结合目前已经发生变形的数据，能确定该辐射管的剩余寿命，从而可以准确的做到辐射管发生破损前的事前维修，不造成维修成本浪费，而且也确保了加热炉效率不因辐射管破损而降低。根据上述发明目的，本发明提供了一种确定辐射管剩余寿命的方法，其包括下列步骤(I)对辐射管进行在700-1100°C温度和20_150MPa应力下的高温持久性能实验，得到一组持久断裂寿命值t,。，该高温持久性能试验按照国家实验标准GB/T 2039-1997《金属拉伸蠕变及持久试验方法》进行；(2)根据各温度值T、应力值σ以及与各温度值T和应力值σ对应的持久断裂寿命值绘制辐射管的持久性能曲线，所述持久性能曲线的纵坐标为应力值σ，横坐标为参数 ΡΜ-Η，Ρμ-η = (Iogtrc-C)/Τ，其中 C = 20. 465 ；(3)根据上述持久性能曲线确定辐射管在某一服役温度T1和某一服役应力σ i下的持久断裂寿命值tMl，也就是说根据上述持久性能曲线，对应纵坐标某一服役应力σ i，便可得到一确定的横坐标PM，然后根据该横坐标Pm的值，可以依照公式Pm = (Iogtrc-C)/T (其中T为服役温度T1)计算出相应的tTCl ；(4)根据辐射管的弯曲变形量与时间的关系模型' =fl+l + exp[(D +m)/n]
分别确定辐射管在当前弯曲变形量D1下对应的时间t1;以及辐射管在设定的弯曲临界值D。下对应的时间t2，h与t2的差值为辐射管的弯曲断裂寿命trt ;上式中，a为调整因子，b为比例因子，m为修正因子，η为指数因子，当辐射管的燃烧负荷彡50%时a取-350 -320，b取4. 12 X IO3 4. 75X 103，m取60 80，η取30 35 ;当辐射管的燃烧负荷< 50%时a 取-4500 _3400，b 取 2. 85X IO4 2. 98X 104，m 取 45 65，n 取 30 40 ；(5)根据= min[trcl, tA]，得到辐射管的剩余寿命tr。也就是说本技术方案在得到的trt和tMl中取一个最小值，作为最终确定的辐射管剩余寿命仁。本发明所述的确定辐射管剩余寿命的方法由于采用了上述技术方案，使得其能够较为准确的确定辐射管的剩余寿命，从而在辐射管发生破损前便能够进行事前的更换和维修，不会造成维修成本浪费，而且也确保了加热炉效率不会因辐射管破损而降低，提高了生产线的产能。
图I为本案实施例中采用本发明所述的确定辐射管剩余寿命的方法绘制的辐射管持久性能曲线。
具体实施例方式退火机组加热炉内辐射管在服役一段时间后，发生辐射管变形等现象，本实施例中辐射管的燃烧负荷为66%，经过测量发现辐射管上的A点发生了纵向位移为IlOmm的向下弯曲，根据生产经验可以判断，该辐射管在使用一段时间后将会发生损坏，因此需要计算其剩余寿命。(I)取辐射管损伤严重的2#管段，按照国家实验标准GB/T 2039-1997《金属拉伸蠕变及持久试验方法》对其在700-110(TC温度和20-150MPa应力下进行高温持久性能实验，得到不同温度和应力下的持久断裂寿命值，如表1-3所示表I辐射管2#管段871°C高温持久试验结果
权利要求
1.一种确定辐射管剩余寿命的方法，其特征在于，包括下列步骤 (1)对辐射管进行在700-1100°C温度和20-150MPa应力下的高温持久性能实验，得到一组持久断裂寿命值； (2)根据各温度值T、应力值σ以及与各温度值T和应力值σ对应的持久断裂寿命值绘制辐射管的持久性能曲线，所述持久性能曲线的纵坐标为应力值σ，横坐标为参数Ρ.η，Pm-η = (Iogtrc-C)/Τ，其中 C = 20. 465 ； (3)根据上述持久性能曲线确定辐射管在某一服役温度T1和某一服役应力O1下的持久断裂寿命值tMl ； (4)根据福射管的弯曲变形量与时间的关系模型 _ b
全文摘要
本发明公开了一种确定辐射管剩余寿命的方法，其包括步骤(1)对辐射管进行在700-1100℃温度和20-150MPa应力下的高温持久性能实验，得到一组持久断裂寿命值trc；(2)根据上述各值绘制辐射管的持久性能曲线；(3)根据持久性能曲线确定辐射管在某一服役温度T1和某一服役应力σ1下的持久断裂寿命值trc1；(4)确定辐射管的弯曲断裂寿命trb；(5)然后根据tr＝min[tc1，trb]得到辐射管的剩余寿命tr。该方法能够较为准确的确定辐射管的剩余寿命，从而在辐射管发生破损前便能够进行事前的更换和维修，从而确保了加热炉效率不会因辐射管的破损而降低。
文档编号G01N3/18GK102954919SQ20111023805
公开日2013年3月6日 申请日期2011年8月18日 优先权日2011年8月18日
发明者王鲁, 朱炜, 胡明 申请人:宝钢新日铁汽车板有限公司