金相檢驗(yàn)技術(shù)與鍋爐檢驗(yàn)

毛明志 盧建軍

摘 要：對(duì)金相檢驗(yàn)技術(shù)做出簡(jiǎn)單介紹，并介紹了金相檢驗(yàn)技術(shù)在鍋爐的監(jiān)督檢驗(yàn)和定期內(nèi)部檢驗(yàn)的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：金相檢驗(yàn)；鍋爐監(jiān)督檢驗(yàn)；鍋爐定期內(nèi)部檢驗(yàn)

引言

在鍋爐的制造、安裝、運(yùn)行檢驗(yàn)中，都少不了以各種檢驗(yàn)檢測(cè)手段作為技術(shù)支撐，這其中就包括金相檢驗(yàn)，其主要是為檢驗(yàn)提供了材料的微觀信息，讓檢驗(yàn)人員能夠深層次地了解鍋爐金屬材料的性能，從而更好地對(duì)檢驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的問題做出更好更準(zhǔn)確的判斷。如一臺(tái)鍋爐在從制作廠出來到安裝結(jié)束，鍋爐的金屬材料因未運(yùn)行并未產(chǎn)生組織的變化，而鍋爐在運(yùn)行一段時(shí)間后，當(dāng)我們對(duì)金屬材料進(jìn)行金相檢驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)組織發(fā)生了變化，這就為我們檢驗(yàn)提供了依據(jù)，判斷此鍋爐是否在運(yùn)行中出現(xiàn)過超溫、過熱等影響鍋爐安全運(yùn)行的問題。所以，金相檢驗(yàn)是鍋爐檢驗(yàn)中重要的一環(huán)。

1 金相檢驗(yàn)技術(shù)

金相檢驗(yàn)是一種理化無損檢驗(yàn)技術(shù)，在被檢對(duì)象不破壞的前提下能夠?qū)饘俨考奈⒂^組織的狀態(tài)和分布情況進(jìn)行分析，并且判斷設(shè)備安裝質(zhì)量、金屬材料的制造質(zhì)量和組織性能的變化情況，以及判斷老化部件的蠕變損傷程度。其操作一般為現(xiàn)場(chǎng)金相，實(shí)驗(yàn)室金相與復(fù)膜金相。現(xiàn)場(chǎng)金相與實(shí)驗(yàn)室金相過程為通過金相砂紙對(duì)試樣進(jìn)行粗磨、細(xì)磨，拋光，清洗、腐蝕、清洗，顯微鏡觀看，拍照；復(fù)膜金相則是在腐蝕好的試樣上通過丙酮與AC試紙或有機(jī)玻璃對(duì)金屬試樣進(jìn)行貼合，以取得金屬組織形貌的方法。但是無論金相檢驗(yàn)使用的是那種方法，在檢驗(yàn)項(xiàng)目中始終要遵守金相組織應(yīng)當(dāng)能如實(shí)反映受檢試樣的真實(shí)組織的原則，所拍照的組織圖像能代表整個(gè)試樣。

2 金相檢驗(yàn)技術(shù)在鍋爐檢驗(yàn)的應(yīng)用

2.1 鍋爐的監(jiān)督檢驗(yàn)

鍋爐的監(jiān)檢又分為產(chǎn)品監(jiān)檢與安裝監(jiān)檢。鍋爐產(chǎn)品及受壓元件的制造與安裝過程中，應(yīng)當(dāng)經(jīng)過檢驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)依照相關(guān)安全技術(shù)規(guī)范進(jìn)行監(jiān)督檢驗(yàn)[1]。

鍋爐受壓元件在制造與安裝時(shí)，可以通過金相檢驗(yàn)對(duì)金屬材料的組織進(jìn)行原始的記錄，這將為鍋爐今后的定期檢驗(yàn)與金屬監(jiān)督檢驗(yàn)提供重要的參考依據(jù)。如某660MW電站鍋爐在安裝時(shí)對(duì)其主蒸汽管進(jìn)行金相檢驗(yàn)，材質(zhì)為P91，其金相組織為板條狀的馬氏體，如圖1。

圖1 200X

2.2 鍋爐的定期內(nèi)部檢驗(yàn)

鍋爐的定期內(nèi)部檢驗(yàn)為鍋爐在停爐檢修期間對(duì)鍋爐的受壓部件進(jìn)行定期檢驗(yàn)。鍋爐部件的鋼材長期在高溫應(yīng)力條件下使用，其內(nèi)部組織會(huì)發(fā)生明顯的變化，隨著組織的變化，鋼材的性能也會(huì)改變。其變化程度及速度與原始材料的組織成分、使用的溫度和應(yīng)力以及使用時(shí)間等因素有關(guān)。在鍋爐的使用過程中，隨著鍋爐服役期的延長，珠光體球化、石墨化、蠕變、回火脆化等導(dǎo)致失效的金屬組織變化都會(huì)逐漸出現(xiàn)[2]。所以，這就需要對(duì)鍋爐金屬材料進(jìn)行金相檢驗(yàn)。如某200MW電站鍋爐對(duì)其水冷壁管進(jìn)行檢驗(yàn)，材質(zhì)為20號(hào)鋼，金相組織為珠光體+鐵素體，珠光體未球化，如圖2；對(duì)其屏式過熱器管進(jìn)行檢驗(yàn)，材質(zhì)為鋼102，金相組織為貝氏體，組織粗大，如圖3。

圖2 200X

圖3 200X

3 結(jié)束語

總而言之，金相檢驗(yàn)技術(shù)是保證鍋爐安全運(yùn)行的一種重要的檢驗(yàn)手段。在鍋爐制造、安裝、運(yùn)行之中存在的問題，以及長期在高溫、高壓的惡劣條件下存在老化、疲勞、蠕變等原因，致使鍋爐材料材質(zhì)發(fā)生變化，從而導(dǎo)致鍋爐無法安全運(yùn)行。這就需要對(duì)鍋爐材質(zhì)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)金相檢驗(yàn)分析或者實(shí)驗(yàn)室金相組織分析，配合相關(guān)的理化檢驗(yàn)，如力學(xué)性能試驗(yàn)、掃描電鏡分析等手段，用科學(xué)的方法和準(zhǔn)確的數(shù)字和圖片來分析失效的原因與失效的程度，為檢驗(yàn)提供正確的、科學(xué)的依據(jù)。從而使鍋爐檢驗(yàn)工作由細(xì)至微，提高檢驗(yàn)工作的檢驗(yàn)效率與檢出率，為鍋爐使用單位保駕護(hù)航。

參考文獻(xiàn)

[1]鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程[Z].2012，53.

[2]郭志強(qiáng)，胡越峰.金相檢驗(yàn)在鍋爐定期檢驗(yàn)中的應(yīng)用[J].河南科技，2011：71-72.

作者簡(jiǎn)介：毛明志（1983，7-），男，柳州，廣西壯族自治區(qū)特種設(shè)備檢驗(yàn)研究院，工程師，研究方向：鍋爐檢驗(yàn)，本科學(xué)歷。