硬度測定在壓力容器檢驗工作中的問題分析

陳章權

摘 要：硬度測定是評價材料硬度的主要手段，利用硬度測定可以及時校核一些壓力容器的硬度，避免容器運行中的安全隱患。通過對硬度測定的范圍和特點進行分析，探討其在壓力容器檢驗工作中的應用。

關鍵詞：硬度測定；壓力容器；壓力元件；金相檢驗

中圖分類號：TH49 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）11-0040-01

在對壓力容器的檢驗中，硬度測定是其中一項重要的指標。硬度是指固體材料單位體積內的抗彈力和抗破斷能力，是材料的一項表征物理性能。

1 硬度測定的范圍和特點

一般硬度測定的方式為壓入法，就是將測定的壓頭壓入被測材料的表層，然后根據產生的壓痕面積和深度，對材料的硬度值進行判定。根據壓頭和壓力的不同，可以將硬度分成布氏硬度、洛氏硬度和維氏硬度。不同的硬度采用的壓頭和壓力都不盡相同，并各有優缺點。其中，布氏硬度測定操作簡單，但對材料表面造成的損傷較大；洛氏硬度測定操作簡單，對材料的損壞也較小，但測定的精確度不高；維氏硬度測定測量精度高，對材料的損壞程度也相對較小，但操作起來復雜，效率低下。

硬度測定的特點主要體現在以下幾個方面：①硬度測定儀器操作簡單，且便于維修、養護；②在利用硬度測定技術對材料的硬度進行評定時，不會對被測材料造成損傷；③硬度測定對被測部件的大小沒有具體的要求；④硬度測定對被測材料的性質沒有具體的要求，無論是塑性材料，還是脆性材料，都能利用硬度測定對其進行測定；⑤材料的硬度測定與材料的其他性能有一定的關系，例如抗拉性能、抗破斷性能等；⑥硬度測定的時間較短，且可以利用相關程序實現自動檢測。

2 硬度測定應用中的問題分析

2.1 熱處理后的硬度測定分析

根據相關文件的規定，可以將熱處理工藝分成兩種類型，即消除參與應力的焊后熱處理工藝和冷成型后優化機械性能的熱處理工藝。由于這兩種熱處理工藝的特點不同，因此，對這兩種工藝處理后的壓力容器，其硬度測定也要采用不同的測定方式。

壓力容器在使用過程中容易發生應力腐蝕現象，這種現象產生的主要原因就是在焊接時，殘余的應力沒有被及時消除，這種殘余的應力會在壓力容器的壓力作用下對容器產生腐蝕作用。熱處理工藝可以將殘余應力及時地消除，從而對壓力容器起到很好的保護作用。

對壓力容器進行定期的硬度測定是保護壓力容器的一種簡單、易行的手段。為了保證容器材料的抗應力腐蝕能力，容器往往都需要設定最高硬度值，這就需要用硬度測定來測定其硬度值。在對壓力容器進行定期的硬度測定中，需要重點對容器內表面的熱影響區和焊縫區進行硬度測定，以了解焊縫熱處理后應力消除的效果，進而對應力腐蝕的大小進行判定。

根據有關規定，一些盛有高危險物品的壓力容器在進行熱處理前要進行硬度測定。由于這些壓力容器在制造過程中需要進行冷加工，加工后的容器會出現冷作硬化現象，導致材料的硬度升高、二塑性降低，對材料的安全性能造成了不良的影響，因此這些容器在熱處理前需要進行硬度測定，以判斷容器的熱處理效果。

2.2 判斷壓力容器中的原件材質是否劣化

要判斷壓力容器中的壓力元件是否劣化，就需要采用化學分析、金相檢驗、光譜分析、硬度測定等方法，其中，硬度測定對壓力元件的性能評價具有重要的意義。由于壓力容器在使用過程中操作環境和壓力等方面的差異，因此要根據具體的情況來判斷硬度測定是否需要進行。一些容易發生氫腐蝕或處于高溫環境下的壓力容器則需要采用硬度測定對容器的內壁進行測定，如果發現異常，則再進行金相檢驗，進而對容器材料是否劣化進行判斷。

硬度測定也是超高溫水晶釜定期檢測中的重要檢測項目。由于水晶釜材質硬度大，強度高，使用過程中溫度可達400 ℃，壓力可以達到151 MPa，而且其使用周期為40 d，容易在使用過程中發生金相組織變化，因此首先需要對其進行硬度測定，發現異常后，再通過金相檢驗來判定組織是否發生變化。

2.3 主體材質不明時的硬度測定問題

目前，我國一些小型企業在使用壓力容器時，對壓力容器的定期檢驗數據管理不當，常常發生原始資料遺失等情況，給確定壓力元件材質的工作增加了難度。我國在相關的壓力容器定期檢驗文件中規定，對一些壓力元件材質不清的，需要按照Q235鋼對其強度進行校核。但利用這種校核方式確定的輕度往往都是去標準值的最低值，這樣會造成設備資源的浪費，變相增加設備的成本。利用硬度測定的方式，配合化學分析法等確定壓力材料的強度，然后進行校核，這樣既能夠有效保證材料的安全性能，又能充分利用設備等資源。

3 結束語

硬度測定在壓力容器的檢測中發揮著重要的作用。由于硬度測定具有操作相對簡單、成本低和測定時間較短等特點，因此被廣泛應用于容器的測定中。

參考文獻

[1]秦小琴.試析硬度檢測在壓力容器檢驗中的應用[J].應用科技，2012（02）.

[2]吳杰慧.硬度測定在壓力容器檢驗中的應用[J].價值工程，2013（11）.

〔編輯：王霞〕