随着节能减排和提高能源转换率需求的不断增大,化工、石油和发电系统设备运行温度和设计压力的不断升高,对高温受热面的安全性能提出了更高的要求。电站的高温设备和构件大多长期工作在高温高压工况下,复杂应力条件下的多轴蠕变失效形式成为主要的失效形式之一。P92钢因其优异的机械性能和耐腐蚀性得到了广泛关注,目前多用于制造超超临界锅炉的高温主蒸汽管道、汽包和汽轮机箱体等厚壁部件。因此对P92钢的蠕变行为和断裂寿命预测进行研究,对评估电站高温部件的设计寿命具有重要意义。本文以P92钢作为研究对象,设计内压-拉伸载荷下的多轴蠕变试验,在温度610℃、等效应力130MPa、内压15MPa的条件下完成试验。通过观察试样的微观组织和断口形貌,分析多轴应力状态下的失效机理和蠕变损伤发展规律。此外,本文针对较大应力范围内稳态蠕变速率与应力的非线性对应关系,基于Garofalo双曲函数修正K-R蠕变本构模型,并通过搜集整理的大量单轴蠕变数据来验证模型中参数的准确性。最后通过有限元模拟软件ANSYS的二次开发功能,将修正的模型嵌入其中对多轴蠕变过程进行模拟,用试验结果对模拟结果进行验证;并利用验证后的模型对不同应力状态下的蠕变过程进行了模拟。结果表明:内压加拉伸条件下的多轴蠕变试验断口呈现解理和韧窝两种断裂特征,从韧窝形状和试验结果分析可知失效是由第一主应力主导的。多轴蠕变试验的验证表明,修正后的模型可以较好的描述内压条件下的多轴蠕变过程,通过对不同多轴度下的内压管道进行模拟分析发现多轴度的增大会加速损伤的发展,缩短材料寿命。