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加速蠕变

发布时间:2023-09-15 11:47:50

加速蠕变

加速蠕变是指某些金属或岩石,在产生蠕变现象之后,由于温度的升高,蠕变现象加速的情况。 如铅、锡及它们的合金,在常温条件下,也能表现出蠕变现象。

加速蠕变简介

蠕变是指在应力不变的条件下,应变随时间不断增长的现象,它是高分子聚合物的典型性质之一。加速蠕变是指某些金属或岩石,在产生蠕变现象之后,由于温度的升高,蠕变现象加速的情况。蠕变现象的产生,是由三个方面的因素构成:温度、应力和时间。

(图)加速蠕变

加速蠕变岩石的蠕变过程

岩石的蠕变过程主要由初期衰减蠕变阶段、等速蠕变阶段和加速蠕变阶段三部分组成。滑坡预报,特别是临滑预报在地质灾害防治领域具有重要意义,加速蠕变阶段是滑坡临滑预报的关键阶段。为揭示滑坡的形成机制,除加大开展试验研究以外,提出适合的流变模型,对边坡稳定和滑坡预报也起到重要作用。

科研人员对于岩石流变本构模型的研究主要有:经验模型、基于损伤断裂机制的流变模型及元件模型。每种模型都有其适用性。当前,寻求能反映岩石加速蠕变特性的模型已经成为岩石流变学中的热点问题之一。其中改进西原模型和Main六参数模型均能描述三阶段蠕变全过程曲线。

加速蠕变软土的加速蠕变及其危害

近些年来,各沿海地区都在进行交通基础设施建设,而这些工程都不可避免地建于深厚的软弱土层上。在实际工程中这些设施都会受到各种形式的动荷载作用,如爆炸、地震及各种形式的交通荷载。由于沿海软土具有显著的蠕变特性,在静荷载作用下蠕变行为相对缓慢;但软土在外部动荷载作用后,岩土体的变形在恒定的应力作用下随时间有明显的增长,这种现象称为加速蠕变。

诸多工程实例说明软土的加速流变特性是导致岩土地质灾害的外部动力和诱发因素。很多工程地质问题的发生都与饱和软黏土发生持续、缓慢的变形有关,即蠕变和循环荷载作用是土体产生较大累积变形的两个主要的影响因素。

加速蠕变金属的加速蠕变及其危害

如铅、锡及它们的合金,在常温条件下,也能表现出蠕变现象。产生蠕变所需的应力,甚至可以小于材料的弹性极限。碳钢在300-400℃时,在应力的作用下即能明显地出现蠕变现象。当温度在高于400℃时,即使应力不大,也要出现较大速率的蠕变。合金钢的温度超过400~450℃时,在一定的应力作用下,就会发生蠕变、温度愈高,蠕变现象愈明显。高温高压火电厂中产生蠕变的部件较多,如主蒸汽管道、锅炉联箱、汽水管通、高温紧固件、汽轮机汽缸等。

由于金属蠕变的累积,使金属部件发生过量的塑性变形而不能使用,或者蠕变进入到了加速发展阶段,发生蠕变破裂,均会使部件失效损坏,甚至发生严重事故。所以,对于长期运行的高温部件,要进行严格的蠕变监测。当然,一些部件在工作中出现一些塑性变形还是允许的,只要它们在整个工作期限内(例如10万小时),由于蠕变所累积的塑性变形量不超过允许值即可。例如,一般规定主蒸汽管道、高温蒸汽联箱经10万小时运行后,总变形量不超过1%;汽轮机汽缸10万小时后的总变形量不超过0.1%;锅炉的合金钢过热器管和再热管,当蠕变胀粗大于2.5%时,即行更换;锅炉的碳钢过热器管和再热器管,当蠕变胀粗大于3.5%时,即行更换。

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