Life Assessment and Life Extension of Power Plant Components, 1989 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Amer Society of Mechanical

作者:

出品人:

页数:230

译者:

出版时间:1989-12

价格:USD 70.00

装帧:Paperback

isbn号码:9780791803271

丛书系列:

图书标签:

• Power Plants
• Life Assessment
• Life Extension
• Component Reliability
• Materials Degradation
• Structural Integrity
• Non-Destructive Testing
• Maintenance Engineering
• Aging
• Power Generation

《工程材料的长期服役与可靠性评估》 内容简介： 本书旨在深入探讨现代工业设施中关键工程材料在长期服役过程中所面临的挑战，以及如何系统性地评估和提升其可靠性。随着工业技术的飞速发展和设备使用年限的不断延长，材料的性能衰退、结构完整性的丧失以及潜在的失效风险成为制约生产效率、保障人员安全和环境可持续性的核心问题。因此，理解材料在复杂工况下的行为规律，并建立一套科学有效的评估体系，对于保障工程项目的成功运行和经济效益至关重要。 本书将从材料科学、力学分析、无损检测技术以及风险管理等多个学科交叉的视角，对工程材料的长期服役特性进行全面阐述。我们将重点关注那些在高温、高压、腐蚀、疲劳、蠕变等严苛环境下工作的关键部件，如锅炉管道、汽轮机叶片、反应堆压力容器、输油输气管道、桥梁结构、大型储罐等。这些部件的失效可能导致严重的经济损失，甚至灾难性事故。 第一部分：材料的服役环境与性能退化机制 本部分将详细分析各种典型的服役环境对工程材料的影响。 高温与热疲劳： 详细解析材料在高温下的蠕变行为、热应力累积导致的疲劳损伤，以及高温氧化、高温腐蚀等机制。我们将讨论不同合金在高温下的性能变化，以及如何通过材料选择和设计来延缓高温退化。 高压与脆性： 探讨材料在高压环境下的承载能力，重点关注氢脆、应力腐蚀开裂（SCC）、低温脆性等问题。分析这些脆性失效模式的发生机理，以及如何通过材料成分、热处理和表面处理来提高材料的抗脆性。 腐蚀与侵蚀： 详述各种化学腐蚀（如酸、碱、盐溶液腐蚀）、电化学腐蚀、微生物诱导腐蚀（MIC）以及物理侵蚀（如颗粒冲击、流体冲刷）等现象。介绍不同材料在不同腐蚀介质中的腐蚀速率，以及腐蚀产物对材料性能的影响。 疲劳与断裂： 深入阐述应力循环加载下的材料疲劳损伤累积过程，包括裂纹萌生、扩展和最终断裂。介绍疲劳寿命预测模型，并讨论疲劳强化、疲劳裂纹扩展阻力等概念。 蠕变与应力松弛： 针对高温下的长期载荷作用，分析材料的蠕变变形行为，包括瞬态蠕变、稳态蠕变和加速蠕变。讲解蠕变损伤累积和蠕变断裂的机理，以及如何通过材料设计和载荷控制来抑制蠕变。 辐射损伤（如适用）： 对于核能等特殊领域，将简要介绍辐射环境对材料结构和性能的影响，如辐照脆化、辐照肿胀等。 第二部分：工程材料的失效分析与诊断技术 本部分将聚焦于如何诊断材料失效的原因，并评估其剩余寿命。 宏观与微观失效分析： 详细介绍宏观断口特征、腐蚀产物、变形迹象等外观检查方法。深入讲解金相显微镜、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）等微观分析手段，用于揭示裂纹扩展路径、微观结构变化、夹杂物影响等。 无损检测（NDT）技术： 全面介绍各种先进的无损检测技术在评估材料完整性方面的应用，包括： 超声波检测（UT）： 用于检测材料内部的缺陷，如裂纹、夹杂、疏松等，并能进行壁厚测量。 射线检测（RT）： 用于检测材料内部的孔洞、夹杂、裂纹等，尤其适用于复杂结构。 磁粉检测（MT）/渗透检测（PT）： 用于检测材料表面的裂纹和不连续性。 涡流检测（ET）： 用于检测导电材料表面的裂纹和壁厚变化。 声发射（AE）检测： 实时监测材料在服役过程中产生的瞬态声波信号，可用于探测裂纹扩展、塑性变形等活动。 红外热成像（IRT）： 用于检测材料表面温度异常，可能指示内部缺陷或材料性能退化。 物理和化学性能测试： 介绍如何通过力学性能测试（如拉伸、弯曲、冲击、硬度、疲劳试验）、腐蚀性能测试、金相分析、成分分析等来评估材料的当前状态。 现场检测与实验室分析相结合： 强调在现场进行初步检测，并将样品带回实验室进行详细分析的重要性，以获得准确的失效原因和材料性能评估。 第三部分：工程材料的可靠性评估与寿命预测 本部分将介绍如何建立科学的评估模型，预测材料的剩余服役寿命，并制定维护策略。 基于损伤累积的寿命预测模型： 介绍各种基于物理损伤机制的寿命预测模型，如Miner线性损伤累积法则、基于断裂力学的裂纹扩展寿命预测、基于蠕变损伤的寿命预测等。 基于统计可靠性理论的寿命预测： 讲解如何利用统计学方法，如威布尔分布、对数正态分布等，对材料的失效数据进行分析，预测群体寿命和个体寿命。 剩余寿命评估（RUL）方法： 重点介绍各种直接评估材料剩余服役寿命的方法，包括： 基于检测数据的评估： 利用无损检测和性能测试数据，结合失效模式和材料退化模型，推断剩余寿命。 基于模型的评估： 利用数值模拟方法，如有限元分析（FEA），模拟材料在服役条件下的行为，预测其未来的退化趋势。 基于专家知识的评估： 结合经验丰富的工程师的知识和判断，对材料的可靠性进行评估。 风险评估与管理： 探讨如何将材料的失效风险纳入整体工程风险管理体系。介绍风险评估的方法，如故障树分析（FTA）、事件树分析（ETA）等，并讨论如何通过风险等级来制定维护优先级和失效预防措施。 维护、修理与更换策略： 根据可靠性评估结果，制定科学的维护、修理和更换策略，以最小化停机时间、降低维护成本，并确保设备的持续安全运行。 第四部分：提高工程材料长期服役性能的途径 本部分将从材料设计、制造工艺、防护措施和运行管理等方面，探讨提高材料长期服役性能的策略。 材料选择与优化： 强调根据具体的服役环境和载荷条件，选择最适合的工程材料。介绍新型高性能合金、陶瓷、复合材料等在提升耐高温、耐腐蚀、高强度等方面的潜力。 先进制造与表面工程技术： 探讨精密制造、增材制造（3D打印）在改善材料微观结构、减少内在缺陷方面的作用。详细介绍表面处理技术，如表面强化（渗氮、渗碳、调质）、涂层技术（耐磨涂层、防腐涂层）等，以提高材料表面的抗磨损、抗腐蚀和抗疲劳性能。 结构设计与应力优化： 分析结构设计对材料应力分布和局部应力集中的影响。介绍如何通过优化结构设计，减小应力集中，延长材料的疲劳寿命。 运行条件控制与监测： 强调严格控制运行参数（温度、压力、载荷、介质成分等）对延长材料寿命的重要性。介绍先进的在线监测技术，如应力监测、温度监测、腐蚀监测等，以及如何利用这些数据进行早期预警和及时干预。 维护与修复技术： 介绍有效的定期维护程序，以及在必要时进行高效的材料修复技术，如焊接修复、表面再制造等，以恢复材料的性能并延长其使用寿命。 结论： 《工程材料的长期服役与可靠性评估》为工程师、材料科学家、质量控制专家以及设备管理者提供了一个全面的框架，以应对现代工业设备所面临的材料可靠性挑战。本书强调了预防性维护、基于风险的决策以及对材料行为的深入理解，是确保工程项目安全、高效、经济运行不可或缺的参考。通过系统性的应用本书提出的评估方法和技术，可以显著提高工程材料的服役寿命，降低运营风险，并最终实现可持续发展的工业生产。

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