加速蠕變

加速蠕變

加速蠕變是指某些金屬或岩石,在產生蠕變現象之後,由於溫度的升高,蠕變現象加速的情況。 如鉛、錫及它們的合金,在常溫條件下,也能表現出蠕變現象。

基本介紹

  • 中文名:加速蠕變
  • 外文名:accelerated creep
  • 實質:蠕變現象加速
  • 產生原因:因溫度升高
  • 學科:冶金
  • 領域:工程技術
簡介,岩石的蠕變過程,軟土的加速蠕變及其危害,金屬的加速蠕變及其危害,

簡介

蠕變是指在應力不變的條件下,應變隨時間不斷增長的現象,它是高分子聚合物的典型性質之一。加速蠕變是指某些金屬或岩石,在產生蠕變現象之後,由於溫度的升高,蠕變現象加速的情況。蠕變現象的產生,是由三個方面的因素構成:溫度、應力和時間。
(圖)加速蠕變
加速蠕變加速蠕變

岩石的蠕變過程

岩石的蠕變過程主要由初期衰減蠕變階段、等速蠕變階段和加速蠕變階段三部分組成。滑坡預報,特別是臨滑預報在地質災害防治領域具有重要意義,加速蠕變階段是滑坡臨滑預報的關鍵階段。為揭示滑坡的形成機制,除加大開展試驗研究以外,提出適合的流變模型,對邊坡穩定和滑坡預報也起到重要作用。
科研人員對於岩石流變本構模型的研究主要有:經驗模型、基於損傷斷裂機制的流變模型及元件模型。每種模型都有其適用性。當前,尋求能反映岩石加速蠕變特性的模型已經成為岩石流變學中的熱點問題之一。其中改進西原模型和Main六參數模型均能描述三階段蠕變全過程曲線。

軟土的加速蠕變及其危害

近些年來,各沿海地區都在進行交通基礎設施建設,而這些工程都不可避免地建於深厚的軟弱土層上。在實際工程中這些設施都會受到各種形式的動荷載作用,如爆炸、地震及各種形式的交通荷載。由於沿海軟土具有顯著的蠕變特性,在靜荷載作用下蠕變行為相對緩慢;但軟土在外部動荷載作用後,岩土體的變形在恆定的應力作用下隨時間有明顯的增長,這種現象稱為加速蠕變。
諸多工程實例說明軟土的加速流變特性是導致岩土地質災害的外部動力和誘發因素。很多工程地質問題的發生都與飽和軟黏土發生持續、緩慢的變形有關,即蠕變和循環荷載作用是土體產生較大累積變形的兩個主要的影響因素。

金屬的加速蠕變及其危害

及它們的合金,在常溫條件下,也能表現出蠕變現象。產生蠕變所需的應力,甚至可以小於材料的彈性極限。碳鋼在300-400℃時,在應力的作用下即能明顯地出現蠕變現象。當溫度在高於400℃時,即使應力不大,也要出現較大速率的蠕變。合金鋼的溫度超過400~450℃時,在一定的應力作用下,就會發生蠕變、溫度愈高,蠕變現象愈明顯。高溫高壓火電廠中產生蠕變的部件較多,如主蒸汽管道、鍋爐聯箱、汽水管通、高溫緊固件、汽輪機汽缸等。
由於金屬蠕變的累積,使金屬部件發生過量的塑性變形而不能使用,或者蠕變進入到了加速發展階段,發生蠕變破裂,均會使部件失效損壞,甚至發生嚴重事故。所以,對於長期運行的高溫部件,要進行嚴格的蠕變監測。當然,一些部件在工作中出現一些塑性變形還是允許的,只要它們在整個工作期限內(例如10萬小時),由於蠕變所累積的塑性變形量不超過允許值即可。例如,一般規定主蒸汽管道、高溫蒸汽聯箱經10萬小時運行後,總變形量不超過1%;汽輪機汽缸10萬小時後的總變形量不超過0.1%;鍋爐的合金鋼過熱器管和再熱管,當蠕變脹粗大於2.5%時,即行更換;鍋爐的碳鋼過熱器管和再熱器管,當蠕變脹粗大於3.5%時,即行更換。

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