【技術實現步驟摘要】
本申請涉及氧化皮應力計算與受力分析，具體地涉及一種鍋爐管道氧化皮受力分析與剝落許用應力計算及判定方法。
技術介紹
1、在火電機組高參數運行和深度調峰運行條件下，對于電站鍋爐金屬技術監督提出了全新的挑戰。復雜工況運行容易造成爐膛內燃燒不穩定，高溫受熱面相應的材料在超溫方面的裕量越來越小。
2、一方面，鍋爐管道受熱面內壁由于水蒸氣等作用產生氧化腐蝕，生成氧化皮。氧化皮的形成降低了管子的導熱性，影響管子傳熱效率，同時降低管子的有效壁厚。另一方面，剝落的氧化皮在重力作用下堆積在管子下彎頭部位，造成堵塞，降低鍋爐管中的蒸汽流量，堵塞嚴重時，還可能導致鍋爐管爆裂。
3、現有技術中，鍋爐管道氧化皮剝落時的許用應力與受力分析計算的準確性較低。因此，如何提高鍋爐管道氧化皮剝落時的許用應力與受力分析計算的準確性成為尚待解決的問題。
技術實現思路
1、本申請的目的是提供一種鍋爐管道氧化皮受力分析與剝落許用應力計算及判定方法，可以解決現有技術中的鍋爐管道氧化皮受力分析與剝落時的許用應力計算的準確性較低的問題。
2、第一方面，本申請實施例提供了一種鍋爐管道氧化皮受力分析與剝落許用應力計算及判定方法，該方法包括：
3、采用拉力測量裝置，測量鍋爐受熱面管內壁的任一單位面積上的氧化皮剝落時的臨界拉力；
4、根據臨界拉力計算氧化皮的名義極限拉應力；
5、采用拉拔實驗法測量氧化皮剝落時的臨界剪切力；
6、根據臨界剪切力計算氧化皮的名義
7、引入第一安全因數，基于名義極限拉應力計算許用拉應力，并引入第二安全因數，基于名義極限剪切應力計算許用剪切應力；
8、基于許用拉應力和許用剪切應力，對氧化皮進行受力分析及剝落判定，以預測管道氧化皮堆積與堵塞情況，判定設備運行是否安全。
9、在第一方面的一種可能的實施方式中，拉力測量裝置包括推拉力計；采用拉力測量裝置，測量鍋爐受熱面管內壁的任一單位面積上的氧化皮剝落時的臨界拉力，包括：
10、基于推拉力計，沿平行于氧化皮的方向對氧化皮施加拉力，直至氧化皮從受熱面管上脫落，測量得到臨界拉力。
11、在第一方面的一種可能的實施方式中，在根據臨界拉力計算氧化皮的名義極限拉應力之前，該方法還包括：
12、采用測厚儀測量沿平行于氧化皮的方向剝落氧化皮的厚度，并采用游標卡尺測量剝落氧化皮的寬度；基于沿平行于氧化皮的方向剝落氧化皮的厚度和寬度，計算得到氧化皮的第一橫斷面積，具體的計算公式如下：
13、
14、其中，表示第一橫斷面積，表示沿平行于氧化皮的方向剝落氧化皮的厚度，表示沿平行于氧化皮的方向剝落氧化皮的寬度。
15、在第一方面的一種可能的實施方式中，根據臨界拉力計算氧化皮的名義極限拉應力，包括：
16、將臨界拉力與第一橫斷面積的商作為名義極限拉應力，具體的計算公式如下：
17、
18、其中，表示名義極限拉應力，表示臨界拉力。
19、在第一方面的一種可能的實施方式中，采用拉拔實驗法測量氧化皮剝落時的臨界剪切力，包括：
20、采用拉拔儀器，沿垂直于氧化皮的方向對氧化皮施加拉力，直至氧化皮從受熱面管上脫落，并采用附著力測試儀測量得到臨界剪切力。
21、在第一方面的一種可能的實施方式中，在根據臨界剪切力計算氧化皮的名義極限剪切應力之前，該方法還包括：
22、采用測厚儀測量沿垂直于氧化皮的方向剝落氧化皮的厚度，并采用游標卡尺測量剝落氧化皮的長度；基于沿垂直于氧化皮的方向剝落氧化皮的厚度和長度，計算得到氧化皮的第二橫斷面積，具體的計算公式如下：
23、
24、其中，表示第二橫斷面積，表示沿垂直于氧化皮的方向剝落氧化皮的厚度，表示沿垂直于氧化皮的方向剝落氧化皮的長度。
25、在第一方面的一種可能的實施方式中，根據臨界剪切力計算氧化皮的名義極限剪切應力，包括：
26、基于受力分析，將臨界剪切力與第二橫斷面積的商作為名義極限剪切應力，具體的計算公式如下：
27、
28、其中，表示名義極限剪切應力，表示臨界剪切力。
29、在第一方面的一種可能的實施方式中，引入第一安全因數，基于名義極限拉應力計算許用拉應力，并引入第二安全因數，基于名義極限剪切應力計算許用剪切應力，包括：
30、將名義極限拉應力與第一安全因數的商作為許用拉應力，具體的計算公式如下：
31、
32、其中，表示許用拉應力，表示第一安全因數，>1；
33、將名義極限剪切應力與第二安全因數的商作為許用剪切應力，具體的計算公式如下：
34、
35、其中，表示許用剪切應力，表示第二安全因數，>1。
36、在第一方面的一種可能的實施方式中，受力分析包括：
37、根據以下公式計算氧化皮重力：
38、
39、其中，表示氧化皮重力，表示氧化皮質量，表示重力加速度，表示氧化皮密度，表示氧化皮體積，表示氧化皮厚度，表示氧化皮長度，表示氧化皮寬度；
40、根據以下公式計算工質流動對氧化皮的作用力：
41、
42、其中，表示工質流動對氧化皮的作用力，表示工質的密度，表示氧化皮質量，表示工質流動作用于氧化皮的面積；
43、根據以下公式計算熱膨脹作用力：
44、
45、其中，表示熱膨脹作用力，表示氧化皮的楊氏模量，表示溫度變化量，表示氧化皮的熱膨脹系數，表示受熱面管的熱膨脹系數，表示氧化皮與受熱面管的接觸面積，表示氧化皮與受熱面管的夾角。
46、在第一方面的一種可能的實施方式中，受力分析還包括：
47、根據以下公式計算沿氧化皮方向的拉伸作用力：
48、
49、其中，表示沿氧化皮方向的拉伸作用力，表示工質流動對氧化皮的作用力沿氧化皮方向的分解量，表示氧化皮重力沿氧化皮方向的分解量，表示熱膨脹作用力沿氧化皮方向的分解量，表示受熱面管與水平方向的夾角；
50、根據以下公式計算垂直于氧化皮方向的剪切作用力：
51、
52、其中，表示垂直于氧化皮方向的剪切作用力，表示工質流動對氧化皮的作用力沿垂直于氧化皮方向的分解量，表示氧化皮重力沿垂直于氧化皮方向的分解量，表示熱膨脹作用力沿垂直于氧化皮方向的分解量。
53、在第一方面的一種可能的實施方式中，受力分析還包括：
54、根據以下公式計算鍋爐運行過程中管道的氧化皮受到的拉應力：
55、
56、其中，表示鍋爐運行過程中管道的氧化皮受到的拉應力，、、表示替換變量；
57、根據以下公式計算鍋爐運行過程中管道的氧化皮受到的剪切應力：
58、
59、本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種鍋爐管道氧化皮受力分析與剝落許用應力計算及判定方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根據權利要求1所述的鍋爐管道氧化皮受力分析與剝落許用應力計算及判定方法，其特征在于，所述拉力測量裝置包括推拉力計；采用拉力測量裝置，測量鍋爐受熱面管內壁的任一單位面積上的氧化皮剝落時的臨界拉力，包括：
3.根據權利要求2所述的鍋爐管道氧化皮受力分析與剝落許用應力計算及判定方法，其特征在于，在根據所述臨界拉力計算氧化皮的名義極限拉應力之前，所述方法還包括：
4.根據權利要求3所述的鍋爐管道氧化皮受力分析與剝落許用應力計算及判定方法，其特征在于，根據所述臨界拉力計算氧化皮的名義極限拉應力，包括：
5.根據權利要求1所述的鍋爐管道氧化皮受力分析與剝落許用應力計算及判定方法，其特征在于，采用拉拔實驗法測量氧化皮剝落時的臨界剪切力，包括：
6.根據權利要求5所述的鍋爐管道氧化皮受力分析與剝落許用應力計算及判定方法，其特征在于，在根據所述臨界剪切力計算氧化皮的名義極限剪切應力之前，所述方法還包括：
7.根據權利要求6所述的鍋爐管道
8.根據權利要求4或7所述的鍋爐管道氧化皮受力分析與剝落許用應力計算及判定方法，其特征在于，引入第一安全因數，基于所述名義極限拉應力計算許用拉應力，并引入第二安全因數，基于所述名義極限剪切應力計算許用剪切應力，包括：
9.根據權利要求1所述的鍋爐管道氧化皮受力分析與剝落許用應力計算及判定方法，其特征在于，受力分析包括：
10.根據權利要求9所述的鍋爐管道氧化皮受力分析與剝落許用應力計算及判定方法，其特征在于，受力分析還包括：
11.根據權利要求10所述的鍋爐管道氧化皮受力分析與剝落許用應力計算及判定方法，其特征在于，受力分析還包括：
12.一種電子設備，包括存儲器、處理器以及存儲在所述存儲器中并可在所述處理器上運行的計算機程序，其特征在于，所述處理器執行所述計算機程序時實現權利要求1-11中任一項所述的鍋爐管道氧化皮受力分析與剝落許用應力計算及判定方法。
13.一種計算機可讀存儲介質，所述計算機可讀存儲介質存儲有計算機程序，其特征在于，所述計算機程序被處理器執行時實現權利要求1-11中任一項所述的鍋爐管道氧化皮受力分析與剝落許用應力計算及判定方法。
...【技術特征摘要】
1.一種鍋爐管道氧化皮受力分析與剝落許用應力計算及判定方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根據權利要求1所述的鍋爐管道氧化皮受力分析與剝落許用應力計算及判定方法，其特征在于，所述拉力測量裝置包括推拉力計；采用拉力測量裝置，測量鍋爐受熱面管內壁的任一單位面積上的氧化皮剝落時的臨界拉力，包括：
3.根據權利要求2所述的鍋爐管道氧化皮受力分析與剝落許用應力計算及判定方法，其特征在于，在根據所述臨界拉力計算氧化皮的名義極限拉應力之前，所述方法還包括：
4.根據權利要求3所述的鍋爐管道氧化皮受力分析與剝落許用應力計算及判定方法，其特征在于，根據所述臨界拉力計算氧化皮的名義極限拉應力，包括：
5.根據權利要求1所述的鍋爐管道氧化皮受力分析與剝落許用應力計算及判定方法，其特征在于，采用拉拔實驗法測量氧化皮剝落時的臨界剪切力，包括：
6.根據權利要求5所述的鍋爐管道氧化皮受力分析與剝落許用應力計算及判定方法，其特征在于，在根據所述臨界剪切力計算氧化皮的名義極限剪切應力之前，所述方法還包括：
7.根據權利要求6所述的鍋爐管道氧化皮受力分析與剝落許用應力計算及判定方法，其特征在于，根據所述臨界剪切力計...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張勝，谷建功，夏文麗，蔣海濤，石紅暉，宋大勇，鄭相鋒，王建勛，孟蔚然，張碩，張欣，
申請(專利權)人：國能鍋爐壓力容器檢驗有限公司，
類型：發明
國別省市：
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