预测奥氏体不锈钢低温容器应变强化保压时间的方法

摘要

本发明涉及低温容器的设计制造，旨在提供一种预测奥氏体不锈钢低温容器应变强化保压时间的方法。该方法是：通过材料拉伸试验，建立低温容器用奥氏体不锈钢常温蠕变量的应力相关曲线；对奥氏体不锈钢制低温容器的应变强化过程进行非线性数值模拟和分析，寻找强化压力下在筒体结构连续部位的最大应力，并记录其所在筒体周长，即筒周；通过查询α-σ曲线得到最大应力相对的α_max，并计算应变强化保压时间。本发明可以使压力容器的保压工艺免于实时、多线程人工监测的不便，实现保压时间的提前预知，同时对于容器各部位受保压影响的情况也有了较为精确的预知。具有预测准确，操作简单，技术可行，能直接应用于工业现场等的优点。

主权项

预测奥氏体不锈钢低温容器应变强化保压时间的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）通过材料拉伸试验，建立低温容器用奥氏体不锈钢常温蠕变量的应力相关曲线；取所需加工的奥氏体不锈钢，依据标准GB/T 228.1进行常温拉伸试验；试验过程采用力控制，以相同速率拉伸试样到设定应力σ后进行保压，直至应变变化趋于平稳，并采集试验数据，作出相应应力下的时间‑蠕变量曲线；重复上述试验过程，并以公式（1）对不同保压应力σ下的时间‑蠕变量曲线进行拟合，确定式中α和τ的取值，并建立与应力σ相关的α变化曲线，α与σ成正相关；所述设定应力σ的取值范围应在材料屈服强度Rp_0.2和容器强化压力之间；奥氏体不锈钢常温蠕变公式为：ε_c=α·ln(1+t/τ)       (1)式中ε_c为材料的常温蠕变应变量，t为保压时间，α和τ为与材料特性相关的常数；(2)对奥氏体不锈钢制低温容器的应变强化过程进行非线性数值模拟和分析，寻找强化压力下在筒体结构连续部位的最大应力σ_max，并记录其所在筒体周长，即筒周；具体方法是：在同一筒周位置的结构连续处多点取样，取平均值；在多个筒周上重复这一过程，取应力平均值最大的记为σ_max，并记录其所在位置；(3)通过查询步骤(1)中α‑σ曲线得到与最大应力σ_max相对应的α_max；则应变强化保压时间T应满足$T\ge {\alpha }_{\max }/{\stackrel{·}{ϵ}}_s---\left(2\right)$公式（2）中，为加工要求规定的保压结束时的应变速率；在经历不少于T时长的保压后，奥氏体不锈钢制低温容器各部位应变速率均能满足加工要求。