(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210919060.8 (22)申请日 2022.08.02 (71)申请人 国能锅炉压力容器 检验有限公司 地址 102209 北京市昌平区未来科技城北 区国电新能源技术研究院309号楼6层 9607室 (72)发明人 张广兴　 (74)专利代理 机构 深圳市宾亚知识产权代理有 限公司 4 4459 专利代理师 黄磊 (51)Int.Cl. G01N 3/18(2006.01) G01N 3/06(2006.01) G01D 21/02(2006.01) (54)发明名称 电站锅炉实际工况对材料力学性能影响的 试验装置及方法 (57)摘要 本发明提供电站锅炉实际工况对材料力学 性能影响的试验装置及方法， 该方法适用电站锅 炉所有金属部件的力学性能测试， 也适用于电站 其他承受高温、 高压部件； 该方法采集实际运行 参数， 与实际工况符合程度高， 具有很高的实用 性； 试验装置在原蠕变机基础上增加计算机控制 系统， 通过装置改造即可完成， 节省费用； 可通过 该试验方法， 大致确定当前发电机组深度调峰对 设备的影 响； 所设计的夹头通过一台试验机挂多 个试样， 可使这些试样受到的温度是一样的， 拉 力可单独控制、 也可同时控制， 减少试验机的差 别因素造成的试验误差， 使 得到的试验结果准确 性、 可比性均大 大提高。 权利要求书1页 说明书5页 附图1页 CN 115436188 A 2022.12.06 CN 115436188 A 1.电站锅炉实际工况对材料力学性能影响的试验装置， 其特征在于： 包括试验机， 该试 验机包括母夹头以及多个子夹头， 子夹头可单独控制， 计算机控制采用多通道 技术， 每一个 通道可单独控制一个子夹头， 每个试验装置可以挂多个试样进行试验， 减少不同试验机之 间的差别对结果造成的影响； 还包括测试系 统， 该测试系统同时具备读取MIS温度、 压力参数功能， 压力参数与设计 压力对比计算试验拉力功能， 变参数控温功能， 变参数控拉力功能等。 2.电站锅炉实际工况对材 料力学性能影响的测试 方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1、 根据需要， 选定特定机组， 如长期参加调峰、 运行负荷波动大、 非停情况多、 原因不 易找的机组等； S2、 选取参加运行的试样和备品备件， 按照标准要求加工试样； S3、 备品备件的试验温度为设计温度， 试验拉力a为设计温度下 材料的持久强度； S4、 运行试样的试验参数： 将MIS系统中的温度参数直接由计算机读取； S5、 试验参数的调取 可以根据试验时间节点选择； S6、 试验结束后， 对试样做高温拉伸试验， 温度选择为设计温度， 得到每个试样的屈服 强度和抗拉强度； S7、 将每个时间点运行试样结果与备品备件试样结果进行对比， 计算出屈服强度比和 抗拉强度比， 建立对比曲线； S8、 将屈服强度比和抗拉强度比作为变工况运行对金属材 料力学性能的影响因子； S9、 试验数据选择有参 考价值的， 对离 散比较大的数据进行舍弃。 3.根据权利要求2所述的电站锅炉实际工况对材料力学性能影响的测试方法， 其特征 在于， 所述 步骤S1中选取MIS系统中具有代 表性的运行时段， 调取温度和压力参数 下载。 4.根据权利要求2所述的电站锅炉实际工况对材料力学性能影响的测试方法， 其特征 在于， 所述步骤S2中每个时间节点加工5个试样； 时间点的选取分别选720h和2160h， 分别对 应1个月和3个月。 5.根据权利要求2所述的电站锅炉实际工况对材料力学性能影响的试验方法， 其特征 在于， 所述 步骤S4中压力参数与设计压力进行对比得到对比系数 μ， 试验拉力a1为： a1＝ μa。 6.根据权利要求2所述的电站锅炉实际工况对材料力学性能影响的试验方法， 其特征 在于， 所述步骤S1中， 选定特定部件， 如易泄露部件、 老化严重部件、 受吹损部件等进行试 验。 7.根据权利要求2所述的电站锅炉实际工况对材料力学性能影响的试验方法， 其特征 在于， 所述 步骤S2中， 根据实际运行情况， 按照试验时间长短。 8.根据权利要求2所述的电站锅炉实际工况对材料力学性能影响的试验方法， 其特征 在于， 所述 步骤S4中， 通过温度传感器控制试验温度。 9.根据权利要求2所述的电站锅炉实际工况对材料力学性能影响的试验方法， 其特征 在于， 所述 步骤S5中， 也可选择个别时段进行循环调整。 10.根据权利要求2所述的电站锅炉实际工况对材料力学性 能影响的试验方法， 其特征 在于， 所述 步骤S9中， 剩下的同一时间节点的数据取算数平均值。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115436188 A 2电站锅炉实际工况对材料力学性能影响的试验装 置及方法 技术领域 [0001]本发明涉及一种电站锅炉实际工况对材 料力学性能影响的试验 装置及方法。 背景技术 [0002]电站锅炉本体部分主要由各类金属材料组成， 特别是高温高压部件。 亚临界锅炉 低温部分主要使用低合金钢， 如锰钢、 低碳钢、 15CrMo、 12Cr1MoV  等， 炉内高温部分则用到 了高合金钢， 如91、 TP 347等。 随着国内超(超)  临界大容量、 高参数机组的大量使用， 高等级 的金属材 料如TP347HFG、 super3 04、 HR3C等也广泛得到 了应用。 [0003]为了降低电站锅炉的煤耗， 最直接有效的方法就是使用高参数机组， 也就必须使 用耐高温的金属材料。 如何保证电站锅炉金属材料的长期安全稳定运行是非常重要的课 题， 材料的力学性能是直接影响因素， 温度和压力这两个是力学性能最重要的参数。 [0004]常规研究材料力学性能主要靠力学性能试验机、 蠕变机等进行， 用以检测金属材 料常温力学性能、 高温力学性能、 长时力学性能等。 而电站锅炉运行时， 金属材料所承受的 温度和压力这两个重要参数不是一 成不变的， 而 是波动的， 特别是随着机组调峰、 深度调峰 的影响， 机组的温度和压力变化更大， 所有用常规的力学性能测试得到的值也将与实际产 生较大的偏差 。 [0005]因此， 有必要发明一种电站锅炉实际工况对材料力学性能影响的试验装置及方 法， 来测试电站锅炉材料在变参数运行时的力学性能数据， 用于指导电站锅炉材料 的选用 和更换。 发明内容 [0006]本专利要解决的技术问题是提供一种电站锅炉实际工况对材料力学性能影响的 试验装置及方法。 该方法以蠕变试验机为基础， 针对选定测试部件， 采集 实际运行工况参数 (主要采集的数据为温度和压力)， 将该数据作为实验的参数， 用计算机对蠕变试验机温度 和拉力精准控制， 进 行变参数蠕变性能测试， 通过进 行多个时间段的测试， 将测试结果与常 规蠕变试验参数进 行对比， 得到屈服 强度比和抗拉强度比， 建立对比曲线， 评估 该部件变参 数运行的影响程度， 指导材 料的使用与更 换。 [0007]为解决上述技术问题， 本发明提供的电站锅炉实际工况对材料力学性能影响的试 验装置， 包括试验机， 该试验机包括母夹头以及多个子夹头， 子夹头可单独控制， 计算机控 制采用多通道技术， 每一个通道可单独控制一个子夹头， 每个试验装置可以挂多个试样进 行试验， 减少不同试验机之间的差别对结果造成的影响； [0008]还包括测 试系统， 该测 试系统同时具备读取MIS温度、 压力参数功能， 压力参数与 设计压力对比计算试验拉力功能， 变参数控温功能， 变参数控拉力功能等。 [0009]电站锅炉实际工况对材 料力学性能影响的测试 方法， 包括以下步骤： [0010]S1、 根据需要， 选定特定机组， 如长期参加调峰、 运行负荷波动大、 非停情况多、 原 因不易找的机组等， 选 定特定部件， 如易泄 露部件、 老化 严重部件、 受吹损部件等进行 试验；说　明　书 1/5 页 3 CN 115436188 A 3