本世纪以来随着超临界机组的大量建设,尤其是超超临界机组的建设和投产,加之近年来“上大压小”的导向,电厂中大量锅炉运行温度和压力全面上涨其中百万机组成为主要新建方向,主要参数及其高温受热构件的运行温度也大幅提高。当部件运行温度在630℃以上时,P92钢的抗氧化性与蠕变性能会随着温度提升而大幅下降。这就对材料的基本使用寿命与安全性提出新的要求,这其中锅炉弯头部分为最为脆弱的部分。由于壁厚、椭圆度的变化以及弯头内外壁之间复杂的应力变化,这诸多因素都导致了弯头部分成为影响锅炉安全运行的重要部位。实际运行中,流量变化、运行异常等诱因都会使弯头成为受影响最严重的部位之一。因此,本文通过设计弯头部分试验并进行科学研究,能够实现对电站的管道设计管理评估提出合理有效的实施方案,同时也为发展更高参数的机组提供材料试验数据支持。本文在通过研究收集大量已知的成果的基础上,根据当前技术特点设计并完善了施加横向推力情况下的P92钢管弯头蠕变试验,完成了 650℃下1000h的高温管道弯头蠕变试验并在500h采取一次中断。同时在中间截面选取其中的8个观测点其中3点设计了不同测点的应变采集方案,研究复杂应力情况下P92钢的壁厚变化规律、硬度变化情况以及应力分布随时间的变化情况进而分析对蠕变行为的影响。另外选取合适的模型,利用单轴数据拟合参数进行基于结构的有限元分析并在后期结合温度耦合进行分析,使用ANSYS通过UPFs接口进行开发模拟,模拟蠕变第三阶段的蠕变情况分析其加速蠕变阶段损伤的发展,以弥补试验时间较短的缺点,探究弯头的蠕变随时间变化的关系、应力分布变化、损伤发展趋势等问题,结果表明应力分布情况的不同会使损伤出现的时间和位置有所不同,同时会影响弯头蠕变应变的分布。实际情况下,弯管弯头在弯制过程中其壁厚会发生显著变化,正是由于这种变化会导致弯头部分受力状态发生改变,通过模拟分析进而研究非等壁厚等因素对弯管结构应力分布以及蠕变的影响和对损伤发展情况的变化。通过弯管蠕变试验采集的应变结果与ANSYS模拟得出的应变结果进行对比,进一步分析研究单轴试验下的经典本构蠕变模型应用于多轴应力状态下时与实际情况产生的差异,讨论验证该本构蠕变模型应用于复杂应力情况下可行性和可靠性,从而为高温金属多轴蠕变模拟提供模型与理论依据。