基础知识讲座2高温持久试验.docx

1、基础知识讲座2高温持久试验基础知识讲课材料之（二）高温持久试验1.概述1.1什么叫高温持久试验：其定义为：金属在一定温度下拉伸时，经过某一规定的时间而发生断裂的应力，称之为高温持久强度。而这一拉伸试验就叫高温持久试验。在ASME-2分篇中称之为应力持久试验，即在一定的温度下，施加一定的负载应力，测定其发生断裂的时间，这一拉伸试验称之为应力持久试验。1.2进行高温持久试验的意义(1)金属在高温下受外力作用下，对于变形和断裂的抵抗能力，称之为金属的高温强度。金属高温强度有3个指标：高温屈服强度（或）；高温抗拉强度（），亦称高温瞬时强度极限；高温持久强度（）,亦称高温持久强度极限；(2)按GB150

2、-2011标准要求，容器的壁厚是要用材料的许用应力来计算的，即常温时：或高温时：t=或t其中，Rm材料标准抗拉强度下限值Rel材料标准室温屈服强度材料在设计温度下的屈服强度材料在设计温度下经10万小时断裂的持久强度的平均值(3)根据GB150.2中的第3.6.1条及表2的规定，表2中许用应力表中粗线右侧的许用应力是由钢材10万小时的高温持久强度极限所确定。众所周知，加氢反应器都是在400以上的高温工况下运行的，所以，对加氢反应器用材料进行高温持久试验是考核材料高温持久强度必须的要求。(4)按ASME规范第-2分篇中3.4条铬钼钢附加要求，在规定的条件下进行高温持久试验是一项必须进行的硬性要求。

3、2.高温持久试验的对象2.1需做高温持久试验的材料和选用标准见表(1)。2.2仅对设计温度高于440（825）的容器A类焊缝用的焊材所焊的焊接接头做高温持久试验。3.高温持久试验的试验条件见表2。表2 ASME规范第篇第二分篇中对Cr-Mo钢进行高温持久试验的要求版本章节号2Cr-1Mo2Cr-1Mo-当设计温度大于试验温度加载应力破断时间当设计温度大于试验温度加载应力破断时间（）（）MPa（Ksi）h（）（）MPa（Ksi）h1998版ASME规范案例CODE CASE 2098-2/468(875)538(1000)207(30)9002001版强制性附录26：Cr-Mo钢有焊接和热处理附

4、加要求的规则441(825)510(950)207(30)650468(875)538(1000)207(30)2004版同上441(825)510(950)207(30)468(875)538(1000)207(30)2007版第3.4节 Cr-Mo钢附加要求440(825)510(950)210（30）470（875）540（1000）210（30）2010版同上440(825)510(950)210（30）440（825）540（1000）210（30）4.试验的具体做法4.1试样的热处理状态：应按工况A（见图1）做焊后热处理。工况A即为最大焊后热处理（MAX PWHT）。4.2每一炉批

5、号的焊材所焊的焊缝金属都要进行试验。4.3应做一个全焊缝金属试样和一个焊接接头试样。4.4具体试验条件按表2中2010版要求。5.需要探讨的一个问题按ASME规范-2分篇中3.4条（2010版）要求，只对标准为SA-542TypeB.cl4（即淬火+回火钢）的2Cr-1Mo钢做高温持久试验。而洛阳院等一些设计单位，要求当设计温度高于或等于440时，对于标准号为SA-387Gr22CL2的正火+回火态的2Cr-1Mo钢也要求进行高温持久试验，笔者认为这是不合理的，原因有以下两点：(1)淬火+回火的2Cr-1Mo钢的Rm585760MPa，Rel380MPa。而正火+回火的2Cr-1Mo钢的Rm515690MPa，Rel315MPa。对于强度较低的正火+回火钢按试验条件很难达到合格的强度。(2)以国外Cr-Mo钢焊材知名厂家日本神钢公司焊材为例，其SAW的结果勉强合格，而SMAW的结果不论焊缝金属还是接头均不合格（见附件）。(3)由此可见，对于标准号为SA-387Gr22CL2的正火+回火态的2Cr-1Mo钢，其焊接工艺评定中要求做高温持久试验是不尽合理的。附件：日本神钢公司关于US-521SPF-200，CM-A106N的试验结果。