現場金相在鍋爐壓力容器檢測中的重要作用

郭常龍 周慧強

摘 要：通過數個案例現場金相說明其在鍋爐壓力容器檢測中的重要作用

關鍵詞：現場金相；鍋爐壓力容器；檢測

金相檢驗是借助光學顯微鏡或電了顯微鏡，觀察與識別金屬材料的組成相、組織組成物及微觀缺陷的數量、大小、形態及分布【3】，從而判斷和評定金屬材料質量的一種檢驗方法。金相檢驗包括試樣制備、組織顯示、顯微鏡觀察和拍照等四個步驟。首先從工件上截取試樣或在工件選定部位現場定位，試樣表面一般比較粗糙并有其他物質覆蓋物，要進行清理、研磨、拋光，得到 一個光亮的、表面組織未發生任何變化的鏡面，再經過侵蝕方法顯示組織，不同組織的形貌、大小和分布等特征可在顯微鏡下進行觀察和分析，最后進行金相拍照，記錄相關數據【4】。

現場金相檢驗是通過直接在設備上取樣、制樣、觀察等手段對材質的組織形貌、缺陷形態分析的一種無損檢測方法，在鍋爐壓力容器中所起到的作用是其他檢測方法無法代替的，其作用主要有以下幾個方面：

（1）能準確的反映基體組織以檢驗材質是否錯用，是否符合材料的供貨狀態。如某化工廠一飽和塔封頭材質為1Cr18Ni9Ti，圖紙要求供貨狀態為固溶態，金相組織為單一奧氏體。但對該封頭進行金相檢驗時發現其母材組織為奧氏體+鐵素體+碳化物的復相組織，說明封頭材質未以固溶態供貨。

（2）能較準確的反映材質的組織變化。如材質是否劣化、脫碳、過燒、球化、及石墨化等危害鍋爐壓力容器安全使用的組織變化。圖1為一爐管組織嚴重球化的金相照片。爐管材質為12Cr1MoV。圖2為某化工廠電站鍋爐主蒸汽管材質產生劣化并脹粗的金相組織照片。主汽管材質為20G。由圖2可以看出，其金相組織有明顯的石墨化現象，石墨聚集成塊，石墨塊較大，且具有連續性，石墨化等級可評為3級【2】。

（3）能準確的反映焊縫金屬的組織形貌，反映焊縫成型質量及焊接工藝執行情況。

如通過金相檢驗，能清楚的觀察到兩道焊縫間的金相組織是否有魏氏體、微裂紋等缺陷及其晶粒大小的差別。

（4）利用金相檢驗判斷材質所屬范圍。如當材質不明時，結合硬度檢測能初步判斷材質所屬范圍，圖3為一鍋爐主蒸汽管金相組織照片，其珠光體含量在25%左右，且硬度小于156HB，即可初步確定其材質為含碳量在0.2%左右的低碳鋼。

綜上所述，現場金相檢驗在鍋爐壓力容器無損檢驗中起到不可替代的重要作用，它的最大特點就是無損檢驗，直接取樣，不需復雜的設備就能較真實的反映出材質的組織形貌，為分析設備的材質狀況，分析脹粗、裂紋等缺陷成因提供直觀的依據。

參考文獻

1.DL/T773-2001 火電廠用12Cr1MoV鋼球化評級標準[S].

2.DL/T786-2001 碳鋼石墨化檢驗及評級標準[S].

3.GB/T13299-1991鋼的顯微組織評定方法[S].

4.王志文，徐宏，等.化工設備失效原理與案例分析[M].華東理工大學出版社，2010.