高温管柱材料强度数据库和服役行为研究

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随着我国石油天然气以及发电行业的迅速发展,管道用钢的需求也日益增大,通过构建适宜的采集整理机制,能够更好地掌握高温管柱材料在服役过程中的主要性能参数。建立高温管柱材料强度数据库对高温管柱材料完整性统一管理和风险监测具有重要的意义。本文以收集P91、80SH钢常见的拉伸、疲劳以及蠕变损伤等的性能参数为主,通过Python语言建立高温管柱材料的强度数据库,为数据资源的充分利用以及更好地对失效分析知识进行继承和管理提出自己的建议。主要结论如下:(1)高温管柱材料强度数据库中的拉伸、疲劳以及蠕变强度模型是基于材料不同失效形式提出的,结合各失效情况的拟合曲线图准确的反映和因变量相关的自变量等特征参数的变化情况,以此来预测高温管柱材料在不同失效情况下各个阶段的屈服强度。强度模型的建立可以很好的调控材料工艺技术参数和稳定产品质量。(2)高温管柱材料强度数据库通过Larson-Miller参数服役行为模型分析了高温管柱材料损伤的参数和材料工作应力之间存在的关系,依据已知的参数值对高温管柱材料的服役行为进行实时检测与观察,该模型具有广泛的实用价值与意义。(3)高温管柱材料强度数据库建立的寿命预测模型结合材料的失效形式和损伤机理可以准确预测材料失效寿命。四种寿命预测模型相互对比,Manson-Coffin模型是在应变变化范围较大的情况下对于材料的寿命预测精度最高的,是高温管柱材料寿命预测的理想模型。(4)本文使用Python语言建立的高温管柱材料强度数据库,将大量典型失效案例及常用高温管柱材料的强度性能基本参数汇集、管理起来,可实现材料基本参数调取、预测未知或缺失数据范围以及安全评估等功能。该数据库的建立完美地解决了人工处理方式效率低下、错误率高等问题,因此高温管柱材料强度数据库的建立至关重要。
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